Helmholtz Fermi surface harmonics: an efficient approach for treating anisotropic problems involving Fermi surface integrals

We present a new efficient numerical approach for representing anisotropic physical quantities and/or matrix elements defined on the Fermi surface (FS) of metallic materials. The method introduces a set of numerically calculated generalized orthonormal functions which are the solutions of the Helmholtz equation defined on the FS. Noteworthy, many properties of our proposed basis set are also shared by the FS harmonics introduced by Philip B Allen (1976 Phys. Rev. B 13 1416), proposed to be constructed as polynomials of the cartesian components of the electronic velocity. The main motivation of both approaches is identical, to handle anisotropic problems efficiently. However, in our approach the basis set is defined as the eigenfunctions of a differential operator and several desirable properties are introduced by construction. The method is demonstrated to be very robust in handling problems with any crystal structure or topology of the FS, and the periodicity of the reciprocal space is treated as a boundary condition for our Helmholtz equation. We illustrate the method by analysing the free-electron-like lithium (Li), sodium (Na), copper (Cu), lead (Pb), tungsten (W) and magnesium diboride (MgB2)

Directional algebraic reconstruction technique for electrical impedance tomography

We assume that the resistance matrix can be found in electrical impedance tomography from the assumption of linear dependence between the voltages and the currents and with the help of the resistance matrix and the transfer impedance between the electrodes, a directional algebraic reconstruction technique is proposed. The goal is to reconstruct the resistivity distribution by weighting the matrices that are obtained by calculating the orthogonal distance of the underlying mesh elements from the neighbouring port resistivity lines. These weighting matrices, which only depend on the topology of the underlying mesh, can be calculated offline and result in a computationally efficient online procedure with a reasonable image reconstruction performance. Simulation results are provided to validate this approach.

Saúde da Família: características do financiamento para municípios selecionados no Paraná

Este estudo teve por objetivo analisar as características do financiamento da atenção básica e do Programa de Saúde da Família (PSF), na 10 RS do Estado do Paraná, e sua relação como indutor do modelo assistencial à saúde. Identifica o comportamento das receitas para o PSF na 10 RS do Paraná, o comportamento das despesas com atenção básica em relação à despesa total com saúde da regional e o papel dos incentivos financeiros do PSF como indutores de manutenção e expansão do PSF na assistência à saúde dos municípios selecionados. O financiamento estável e suficiente é imprescindível para que o acesso às ações e serviços de saúde a todos os cidadãos brasileiros possa efetivamente acontecer. A implementação do SUS traz consigo um desafio na mudança do modelo assistencial: de um acesso restrito aos beneficiários do INPS ao acesso universal, o SUS garante a saúde como um direito de todos e dever do Estado, mediante políticas públicas que são os pilares básicos da transição de um modelo curativo para um modelo preventivo com ações pautadas na integralidade. Os desafios na mudança do modelo assistencial estão intimamente ligados aos desafios pelo financiamento. O embate constante por financiamento e as tentativas de vinculação de receita para garantir a suficiência e estabilidade de recursos para o SUS constituem imperativos para que o sistema possa dar conta de atender a todos os cidadãos. A 10 Regional de Saúde do Estado do Paraná, sediada na cidade de Cascavel, possui 25 municípios e apenas um não tem implantada a Estratégia Saúde da Família. Para a análise das características do financiamento da atenção básica e do PSF para o caso analisado, foram utilizados dados provenientes de sistemas de informação oficiais de caráter público, sendo eles: Sistema de Informação sobre Orçamentos Públicos em Saúde (SIOPS), Cadastro Nacional dos Estabelecimentos de Saúde (CNES), Departamento Nacional de Atenção Básica (DAB) e Fundo Nacional de Saúde (FNS). A partir da análise dos dados, foi possível identificar o papel indutor dos recursos do PAB variável ao PSF nos municípios, pois a maioria possui menos de 20 mil habitantes e sua organização dos serviços no nível municipal tem a atenção básica como único nível de assistência. As transferências intergovernamentais, entre elas os incentivos financeiros, têm alto peso no total de recursos dos municípios, mas a capacidade de gestão e a possibilidade de implantação das equipes com atuação nos moldes que se propõem a adotar a ESF precisam ser repensadas e discutidas no nível municipal, para que a implantação da estratégia não seja apenas a maneira através da qual os municípios buscam recursos. Desta forma, o Governo Federal continua sendo o agente definidor da política de saúde no território nacional. Num país onde os municípios são caracterizados por enorme heterogeneidade de tamanho e renda, os repasses federais cumprem e deverão continuar cumprindo papel fundamental no gasto do PSF, o que se confirma nos municípios analisados.

Anisotropic expansion and SNIa: An open issue

We review the appropriateness of using SNIa observations to detect potential signatures of anisotropic expansion in the Universe. We focus on Union2 and SNLS3 SNIa datasets and use the hemispherical comparison method to detect possible anisotropic features. Unlike some previous works where nondiagonal elements of the covariance matrix were neglected, we use the full covariance matrix of the SNIa data, thus obtaining more realistic and not underestimated errors. As a matter of fact, the significance of previously claimed detections of a preferred direction in the Union2 dataset completely disappears once we include the effects of using the full covariance matrix. Moreover, we also find that such apreferred direction is aligned with the orthogonal direction of the SDSS observational plane and this suggests a clear indication that the SDSS subsample of the Union2 dataset introduces a significant bias, making the detected preferred direction unphysical. We thus find that current SNIa surveys are inappropriate to test anisotropic features due to their highly non-homogeneous angular distribution in the sky. In addition, after removal of the highest in homogeneous sub-samples, the number of SNIa is too low. Finally, we take advantage of the particular distribution of SNLS SNIa sub- sample in the SNLS3 data set, in which the observations were taken along four different directions. We fit each direction independently and find consistent results at the 1 sigma level. Although the likelihoods peak at relatively different values of Omega(m), the low number of data along each direction gives rise to large errors so that the likelihoods are sufficiently broad as to overlap within 1 sigma. (C) 2014 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY license (http:// creativecommons. org/licenses/by/4.0/).

Perspectives from agriculture: advances in livestock breeding - implications for aquaculture genetics

In this paper we present livestock breeding developments that could be taken into consideration in the genetic improvement of farmed aquaculture species, especially in freshwater fish. Firstly, the current breeding objective in aquatic species has focused almost exclusively on the improvement of body weight at harvest or on growth related traits. This is unlikely to be sufficient to meet the future needs of the aquaculture industry. To meet future demands breeding programs will most likely have to include additional traits, such as fitness related ones (survival, disease resistance), feed efficiency, or flesh quality, rather than only growth performance. In order to select for a multi-trait breeding objective, genetic variation in traits of interest and the genetic relationships among them need to be estimated. In addition, economic values for these traits will be required. Generally, there is a paucity of data on variable and fixed production costs in aquaculture, and this could be a major constraint in the further expansion of the breeding objectives. Secondly, genetic evaluation systems using the restricted maximum likelihood method (REML) and best linear unbiased prediction (BLUP) in a framework of mixed model methodology could be widely adopted to replace the more commonly used method of mass selection based on phenotypic performance. The BLUP method increases the accuracy of selection and also allows the management of inbreeding and estimation of genetic trends. BLUP is an improvement over the classic selection index approach, which was used in the success story of the genetically improved farmed tilapia (GIFT) in the Philippines, with genetic gains from 10 to 20 per cent per generation of selection. In parallel with BLUP, optimal genetic contribution theory can be applied to maximize genetic gain while constraining inbreeding in the long run in selection programs. Thirdly, by using advanced statistical methods, genetic selection can be carried out not only at the nucleus level but also in lower tiers of the pyramid breeding structure. Large scale across population genetic evaluation through genetic connectedness using cryopreserved sperm enables the comparison and ranking of genetic merit of all animals across populations, countries or years, and thus the genetically superior brood stock can be identified and widely used and exchanged to increase the rate of genetic progress in the population as a whole. It is concluded that sound genetic programs need to be established for aquaculture species. In addition to being very effective, fully pedigreed breeding programs would also enable the exploration of possibilities of integrating molecular markers (e.g., genetic tagging using DNA fingerprinting, marker (gene) assisted selection) and reproductive technologies such as in-vitro fertilization using cryopreserved spermatozoa.

Gráficos de controle adaptativos para monitoramento de perfis

Processos de produção precisam ser avaliados continuamente para que funcionem de modo mais eficaz e eficiente possível. Um conjunto de ferramentas utilizado para tal finalidade é denominado controle estatístico de processos (CEP). Através de ferramentas do CEP, o monitoramento pode ser realizado periodicamente. A ferramenta mais importante do CEP é o gráfico de controle. Nesta tese, foca-se no monitoramento de uma variável resposta, por meio dos parâmetros ou coeficientes de um modelo de regressão linear simples. Propõe-se gráficos de controle χ2 adaptativos para o monitoramento dos coeficientes do modelo de regressão linear simples. Mais especificamente, são desenvolvidos sete gráficos de controle χ2 adaptativos para o monitoramento de perfis lineares, a saber: gráfico com tamanho de amostra variável; intervalo de amostragem variável; limites de controle e de advertência variáveis; tamanho de amostra e intervalo de amostragem variáveis; tamanho de amostra e limites variáveis; intervalo de amostragem e limites variáveis e por fim, com todos os parâmetros de projeto variáveis. Medidas de desempenho dos gráficos propostos foram obtidas através de propriedades de cadeia de Markov, tanto para a situação zero-state como para a steady-state, verificando-se uma diminuição do tempo médio até um sinal no caso de desvios pequenos a moderados nos coeficientes do modelo de regressão do processo de produção. Os gráficos propostos foram aplicados a um exemplo de um processo de fabricação de semicondutores. Além disso, uma análise de sensibilidade dos mesmos é feita em função de desvios de diferentes magnitudes nos parâmetros do processo, a saber, no intercepto e na inclinação, comparando-se o desempenho entre os gráficos desenvolvidos e também com o gráfico χ2 com parâmetros fixos. Os gráficos propostos nesta tese são adequados para vários tipos de aplicações. Neste trabalho também foi considerado características de qualidade as quais são representadas por um modelo de regressão não-linear. Para o modelo de regressão não-linear considerado, a proposta é utilizar um método que divide o perfil não-linear em partes lineares, mais especificamente, um algoritmo para este fim, proposto na literatura, foi utilizado. Desta forma, foi possível validar a técnica proposta, mostrando que a mesma é robusta no sentido que permite tipos diferentes de perfis não-lineares. Aproxima-se, portanto um perfil não-linear por perfis lineares por partes, o que proporciona o monitoramento de cada perfil linear por gráficos de controle, como os gráficos de controle desenvolvidos nesta tese. Ademais apresenta-se a metodologia de decompor um perfil não-linear em partes lineares de forma detalhada e completa, abrindo espaço para ampla utilização.

Métodos de custeio no setor público: Um estudo sobre como as informações de custos atendem aos diversos stakeholders de um hospital universitário público

O setor de saúde pública convive com uma constante escassez de recursos combinada com uma necessidade crescente de investimentos em tecnologia e inovação. Portanto, é necessário que os gestores públicos de saúde busquem maneiras de maximizar o uso destes recursos orçamentários escassos. Uma das alternativas é implementar estudos sobre custos, que possibilitem ao gestor exercer o controle, o combate ao desperdício e o planejamento dos investimentos futuros. No entanto, na área governamental, existem outros grupos, além do gestor, que têm interesse em conhecer as informações de custos do setor de saúde. Esses grupos são chamados pela teoria da administração de Stakeholders. Cada stakeholder, tais como médicos, pacientes, fornecedores, sociedade entre outros podem demandar informações distintas de custos. Por este motivo, o objetivo deste trabalho é investigar qual o método de custeio que melhor se adequa as necessidades dos diferentes stakeholders de um hospital público. Para tanto, elaborou-se uma pesquisa bibliográfica que abordasse os métodos de custeio por absorção, custeio variável e custeio baseado em atividades, que são os métodos mais debatidos pela literatura contábil. Dessa forma, com objetivo de responder a questão de pesquisa, o presente trabalho desenvolve um cenário hipotético de um hospital universitário público, no qual estão identificados os seus stakeholders e suas respectivas necessidades de informações de custo. Como resultado das análises, observa-se que cada um destes stakeholders apresenta um método de custeio, ou uma combinação de dois destes, que melhor se adequa as suas necessidades de informação de custos.

Condições de contorno tipo albedo para cálculos globais de reatores nucleares com o modelo de dois grupos de energia na formulação de transporte SN em geometria bidimensional cartesiana

Os eventos de fissão nuclear, resultados da interação dos nêutrons com os núcleos dos átomos do meio hospedeiro multiplicativo, não estão presentes em algumas regiões dos reatores nucleares, e.g., moderador, refletor, e meios estruturais. Nesses domínios espaciais não há geração de potência nuclear térmica e, além disso, comprometem a eficiência computacional dos cálculos globais de reatores nucleares. Propomos nesta tese uma estratégia visando a aumentar a eficiência computacional dessas simulações eliminando os cálculos numéricos explícitos no interior das regiões não-multiplicativas (baffle e refletor) em torno do núcleo ativo. Apresentamos algumas modelagens e discutimos a eficiência da aplicação dessas condições de contorno aproximadas tipo albedo para uma e duas regiões nãomultiplicativas, na formulação de ordenadas discretas (SN) para problemas de autovalor a dois grupos de energia em geometria bidimensional cartesiana. A denominação Albedo, palavra de origem latina para alvura, foi originalmente definida como a fração da luz incidente que é refletida difusamente por uma superfície. Esta denominação latina permaneceu como o termo científico usual em astronomia e, nesta tese, este conceito é estendido para reflexão de nêutrons. Estas condições de contorno tipo albedo SN não-convencional substituem aproximadamente as regiões de baffle e refletor no em torno do núcleo ativo do reator, desprezando os termos de fuga transversal no interior dessas regiões. Se o problema, em particular, não possui termos de fuga transversal, i.e., trata-se de um problema unidimensional, então as condições de contorno albedo, como propostas nesta tese, são exatas. Por eficiência computacional entende-se a análise da precisão dos resultados numéricos em comparação com o tempo de execução computacional de cada simulação de um dado problema-modelo. Resultados numéricos considerando dois problemas-modelo com de simetria são considerados para ilustrar esta análise de eficiência.

Composition and decomposition in bimanual dynamic learning.

Our ability to skillfully manipulate an object often involves the motor system learning to compensate for the dynamics of the object. When the two arms learn to manipulate a single object they can act cooperatively, whereas when they manipulate separate objects they control each object independently. We examined how learning transfers between these two bimanual contexts by applying force fields to the arms. In a coupled context, a single dynamic is shared between the arms, and in an uncoupled context separate dynamics are experienced independently by each arm. In a composition experiment, we found that when subjects had learned uncoupled force fields they were able to transfer to a coupled field that was the sum of the two fields. However, the contribution of each arm repartitioned over time so that, when they returned to the uncoupled fields, the error initially increased but rapidly reverted to the previous level. In a decomposition experiment, after subjects learned a coupled field, their error increased when exposed to uncoupled fields that were orthogonal components of the coupled field. However, when the coupled field was reintroduced, subjects rapidly readapted. These results suggest that the representations of dynamics for uncoupled and coupled contexts are partially independent. We found additional support for this hypothesis by showing significant learning of opposing curl fields when the context, coupled versus uncoupled, was alternated with the curl field direction. These results suggest that the motor system is able to use partially separate representations for dynamics of the two arms acting on a single object and two arms acting on separate objects.

Breathers and thermal relaxation as a temporal process: A possible way to detect breathers in experimental situations

Breather stability and longevity in thermally relaxing nonlinear arrays is investigated under the scrutiny of the analysis and tools employed for time series and state reconstruction of a dynamical system. We briefly review the methods used in the analysis and characterize a breather in terms of the results obtained with such methods. Our present work focuses on spontaneously appearing breathers in thermal Fermi-Pasta-Ulam arrays but we believe that the conclusions are general enough to describe many other related situations; the particular case described in detail is presented as another example of systems where three incommensurable frequencies dominate their chaotic dynamics (reminiscent of the Ruelle-Takens scenario for the appearance of chaotic behavior in nonlinear systems). This characterization may also be of great help for the discovery of breathers in experimental situations where the temporal evolution of a local variable (like the site energy) is the only available/measured data. © 2005 American Institute of Physics.

Asymmetric quantizers are better at low SNR

We study the behavior of channel capacity when a one-bit quantizer is employed at the output of the discrete-time average-power-limited Gaussian channel. We focus on the low signal-to-noise ratio regime, where communication at very low spectral efficiencies takes place, as in Spread-Spectrum and Ultra-Wideband communications. It is well known that, in this regime, a symmetric one-bit quantizer reduces capacity by 2/π, which translates to a power loss of approximately two decibels. Here we show that if an asymmetric one-bit quantizer is employed, and if asymmetric signal constellations are used, then these two decibels can be recovered in full. © 2011 IEEE.

Temperature dependent electron transport in amorphous oxide semiconductor thin film transistors

A temperature-dependent mobility model in amorphous oxide semiconductor (AOS) thin film transistors (TFTs) extracted from measurements of source-drain terminal currents at different gate voltages and temperatures is presented. At low gate voltages, trap-limited conduction prevails for a broad range of temperatures, whereas variable range hopping becomes dominant at lower temperatures. At high gate voltages and for all temperatures, percolation conduction comes into the picture. In all cases, the temperature-dependent mobility model obeys a universal power law as a function of gate voltage. © 2011 IEEE.

Partially Observable Markov Decision Processes with continuous observations for dialogue management

This work shows how a dialogue model can be represented as a Partially Observable Markov Decision Process (POMDP) with observations composed of a discrete and continuous component. The continuous component enables the model to directly incorporate a confidence score for automated planning. Using a testbed simulated dialogue management problem, we show how recent optimization techniques are able to find a policy for this continuous POMDP which outperforms a traditional MDP approach. Further, we present a method for automatically improving handcrafted dialogue managers by incorporating POMDP belief state monitoring, including confidence score information. Experiments on the testbed system show significant improvements for several example handcrafted dialogue managers across a range of operating conditions.

Reynolds number effects on scalar dissipation rate transport and its modeling in turbulent premixed combustion

The effects of turbulent Reynolds number, Ret, on the transport of scalar dissipation rate of reaction progress variable in the context of Reynolds averaged Navier-Stokes simulations have been analyzed using three-dimensional simplified chemistry-based direct numerical simulation (DNS) data of freely propagating turbulent premixed flames with different values of Ret. Scaling arguments have been used to explain the effects of Ret on the turbulent transport, scalar-turbulence interaction, and the combined reaction and molecular dissipation terms. Suitable modifications to the models for these terms have been proposed to account for Ret effects, and the model parameters include explicit Ret dependence. These expressions approach expected asymptotic limits for large values of Ret. However, turbulent Reynolds number Ret does not seem to have any major effects on the modeling of the term arising from density variation. Copyright © Taylor and Francis Group, LLC.

Efficient parametric uncertainty analysis within the hybrid Finite Element/Statistical Energy Analysis method

This paper is concerned with the development of efficient algorithms for propagating parametric uncertainty within the context of the hybrid Finite Element/Statistical Energy Analysis (FE/SEA) approach to the analysis of complex vibro-acoustic systems. This approach models the system as a combination of SEA subsystems and FE components; it is assumed that the FE components have fully deterministic properties, while the SEA subsystems have a high degree of randomness. The method has been recently generalised by allowing the FE components to possess parametric uncertainty, leading to two ensembles of uncertainty: a non-parametric one (SEA subsystems) and a parametric one (FE components). The SEA subsystems ensemble is dealt with analytically, while the effect of the additional FE components ensemble can be dealt with by Monte Carlo Simulations. However, this approach can be computationally intensive when applied to complex engineering systems having many uncertain parameters. Two different strategies are proposed: (i) the combination of the hybrid FE/SEA method with the First Order Reliability Method which allows the probability of the non-parametric ensemble average of a response variable exceeding a barrier to be calculated and (ii) the combination of the hybrid FE/SEA method with Laplace's method which allows the evaluation of the probability of a response variable exceeding a limit value. The proposed approaches are illustrated using two built-up plate systems with uncertain properties and the results are validated against direct integration, Monte Carlo simulations of the FE and of the hybrid FE/SEA models. © 2013 Elsevier Ltd.