Reliability models for existing structures based on dynamic state estimation and data based asymptotic extreme value analysis

The problem of time variant reliability analysis of existing structures subjected to stationary random dynamic excitations is considered. The study assumes that samples of dynamic response of the structure, under the action of external excitations, have been measured at a set of sparse points on the structure. The utilization of these measurements m in updating reliability models, postulated prior to making any measurements, is considered. This is achieved by using dynamic state estimation methods which combine results from Markov process theory and Bayes' theorem. The uncertainties present in measurements as well as in the postulated model for the structural behaviour are accounted for. The samples of external excitations are taken to emanate from known stochastic models and allowance is made for ability (or lack of it) to measure the applied excitations. The future reliability of the structure is modeled using expected structural response conditioned on all the measurements made. This expected response is shown to have a time varying mean and a random component that can be treated as being weakly stationary. For linear systems, an approximate analytical solution for the problem of reliability model updating is obtained by combining theories of discrete Kalman filter and level crossing statistics. For the case of nonlinear systems, the problem is tackled by combining particle filtering strategies with data based extreme value analysis. In all these studies, the governing stochastic differential equations are discretized using the strong forms of Ito-Taylor's discretization schemes. The possibility of using conditional simulation strategies, when applied external actions are measured, is also considered. The proposed procedures are exemplifiedmby considering the reliability analysis of a few low-dimensional dynamical systems based on synthetically generated measurement data. The performance of the procedures developed is also assessed based on a limited amount of pertinent Monte Carlo simulations. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Photocatalytic degradation of nitrobenzenes with combustion synthesized nano-TiO2

The photocatalytic degradation of nitrobenzene and substituted nitrobenzenes under UV exposure was investigated with combustion synthesized nano-TiO2 and commercial TiO2 catalyst, Degussa P-25. The experimental data indicated that the photodegradation kinetics was first order. The photocatalytic degradation rates were considerably higher when catalyzed with combustion synthesized TiO2 compared to that of Degussa P-25. The degradation rate coefficients followed the order: 1-chloro,14-dinitrobenzene similar or equal to 4-nitrophenot > 2-nitrophenol > 1-chloro.4-nitrobenzene > 3-niti-ophenol > 2,4-dinitrophenol > 1-chloro,2-nitrobenzene > nitrobenzene > 1,3-dinitrobenzene. Plausible mechanisms and reasons for the observation of the above order are discussed.

Kinetics of TiO2-catalyzed ultrasonic degradation of rhodamine dyes

The ultrasonic degradation of two dyes, Rhodamine B (C28H31ClN2O3) and Rhodamine Blue (C28H32N2O3), were studied in the absence of catalyst and in the presence of two catalysts (combustion-synthesized anatase TiO2 and commercial Degussa P-25 TiO2. The rate of degradation of catalyzed reaction was higher than that obtained with in the absence of the catalysts. Among the catalysts, combustion-synthesized anatase TiO2 degraded the dyes faster when compared to the degradation with commercial Degussa P-25 catalyst. A Langmuir-Hinshelwood kinetic model was developed and the kinetic rate parameters were determined. The effect of other operating parameters, such as initial concentration, pH, temperature, and power intensity, was also investigated. The degradation rate increased with decreasing pH, increasing temperature, and higher intensity.

Spatial survival probability for one-dimensional fluctuating interfaces in the steady state

We report numerical and analytic results for the spatial survival probability for fluctuating one-dimensional interfaces with Edwards-Wilkinson or Kardar-Parisi-Zhang dynamics in the steady state. Our numerical results are obtained from analysis of steady-state profiles generated by integrating a spatially discretized form of the Edwards-Wilkinson equation to long times. We show that the survival probability exhibits scaling behavior in its dependence on the system size and the "sampling interval" used in the measurement for both "steady-state" and "finite" initial conditions. Analytic results for the scaling functions are obtained from a path-integral treatment of a formulation of the problem in terms of one-dimensional Brownian motion. A "deterministic approximation" is used to obtain closed-form expressions for survival probabilities from the formally exact analytic treatment. The resulting approximate analytic results provide a fairly good description of the numerical data.

Joint Source-Channel Coding over a Fading Multiple Access Channel with Partial Channel State Information

In this paper we address the problem of transmission of correlated sources over a fast fading multiple access channel (MAC) with partial channel state information available at both the encoders and the decoder. We provide sufficient conditions for transmission with given distortions. Next these conditions are specialized to a Gaussian MAC (GMAC). We provide the optimal power allocation strategy and compare the strategy with various levels of channel state information.

Determination of activation energy for thermal regeneration of EL2 from its metastable state by thermally stimulated photocurrent measurements

It is shown that thermally stimulated photocurrent measurements provide a simple and effective method of determining the activation energy of thermal regeneration rate of EL2 from the metastable state to the normal state in undoped semi‐insulating GaAs. The thermal regeneration rate r is found to be 2.5×108 exp(−0.26 eV/kT) s−1.

Synthesis, Structure, and Solid-State Transformation Studies of Phosphonoacetate Based Hybrid Compounds of Uranium and Thorium

Three new phosphonoacetate hybrid frameworks based on the actinide elements uranium and thorium have been synthesized. The compounds [C4N2H14][(UO2)(2)(O3PCH2COO)(2)]center dot H2O, I,[C4N2H14][(UO2)(2)(C2O4)(O3PCH2COOH)(2)], II, and Th(H2O)(2)(O3PCH2COO)(C2O4)(0.5). H2O, III, are built up from the connectivity between the metal polyhedra and the phosphonoacetate/oxalate units. Compound II has been prepared using a solvent-free approach, by a solid state reaction at 150 degrees C. It has been shown that II can also be prepared through a room temperature mechanochemical (grinding) route. The layer arrangement in III closely resembles to that observed in I. The compounds have been characterized by powder X-ray diffraction, IR spectroscopy, thermogravimetric analysis, and fluorescence studies.

“Empire is a state of mind” – Imagining Eurasia in Russia –

Työssäni tarkastelen venäläistä neo-euraasianistista liikettä ja tapoja joilla liikkeen aktivistit rakentavat Euraasiasta yhtenäistä kokonaisuutta ja imperiumia. Keskeisiä tutkimuskysymyksiäni ovat: Mikä imperiumi on ja mitkä ovat sen keskeisiä motivaatioita ja teemoja? Kuinka imperiumin idea rakentuu tai käsitetään ja tämän voi tulkita? Minkälaisia seurauksia voi tulkita heidän tavallaan Euraasia nähdä olevan? Materiaalina käytän haastatteluja, jotka on kerätty Moskovassa keväällä 2008, ja liikkeen kirjallisia tuotoksia (lehdet ja Internet -sivut). Neo-euraasianistisella liikkeellä tarkoitan tässä työssä Kansainvälistä Euraasianistista liikettä (Meždunarodnoe Evrazijskoe Dviženie) ja sen alahaaraa Euraasianistista Nuorisoliittoa (Evrazijskij Sojuz Molodëži). Liike perustettiin virallisesti 2003, mutta rakentaa vahvasti historiallista yhteyttä 1930 -luvun klassiseen eurasianismiin. Tämän lisäksi sen diskurssissa on paljon neuvostoliittolaisia, fasistisia, uuskonservatiivisia ja nationalistisia piirteitä. Liikkeen johtohahmo on filosofi-geopoliitikko Alexandr Dugin. Työn tausta-ajatuksena minua kiinnostaa etenkin nk. älymystön tai intelligenttien vaikutus nationalismiin tai sosiaalisia ryhmiä määrittelevien diskurssien kehitykseen ja muutokseen.Tarkastelen materiaalia diskurssianalyyttisesta näkökulmasta. Näen diskurssianalyysin sen tutkimisena, miten sosiaalista todellisuutta tuotetaan erilaisissa sosiaalisissa käytännöissä. Samalla näiden diskurssien tutkiminen, foucautlaisen perinteen myötä, tarkastelee kriittisesti niiden tuottamia (aktualisoituneita sekä potentiaalisia) valtasuhteita. Käytän työssäni myös Benedict Andersonin kuvitellun yhteisön (imagined communities) käsitettä, joka auttaa hahmottamaan tapaa, jolla tutkimuskohteeni rakentavat imperiumia yhteisönä. Aktivistien puheessa imperiumi (imperiâ) tulee esiin pääasiallisesti positiivisesti ja ”heidän omanaan,” kun taas termi imperialismi (imperializm) pääosin negatiivisena, liittyen etenkin keskeisenä vihollisena pidettyihin Yhdysvaltoihin. Esiin nousee monta toisiinsa liittyvää teemaa, jotka jaottelen viideksi pääteemaksi. Näistä tarkastelen lähemmin imperiumia ”kaikkien kansojen hyväntekijänä (poliittinen puoli)”, ulkoisen voiman lähteenä (historiallis-geopoliittinen puoli) sekä kollektiivisen subjektin luojana (imperialistis-nationalistinen puoli). Pyrin kontekstualisoimaan diskurssin ja tarkastelemaan tapoja, joilla se ammentaa motiiveja myös historiallis-kulttuurisista tavoista hahmottaa aluetta ja sen asukkaita. Käsittelen myös kansan, kansakunnan, etnoksen ja nationalismin käsitteitä ja sitä, miten ne nousevat neo-eurasianistisessa diskursissa esiin. Imperiaalisen nationalismin (imperskij nacionalizm) käsite auttaa ymmärtämään niitä tapoja, jolla liike tekee sekä pesäeroa nationalismiin että samalla hyödyntää monia nationalistisen diskurssin perusteemoja. Eräs liikkeen diskurssin keskeisistä eroista niin sanottuun nationalismin valtavirtaan on ”kansakunnan (naciâ)” käsitteen vahva negatiivinen konnotaatio. Sen vastakohtana esiin nostetaan vahvasti kansan (narod) käsite. Samalla kuitenkin etnisen venäläisen (russkij) käsitettä käytetään tavallista laajemmin ja kattavammin kuin tavallisesti, ja ennen kaikkea Venäjä nousee imperiumin keskeisimmäksi tekijäksi. Euraasialaiseen imperiumiin liitetyistä positiivistista mielikuvista käsittelen tarkemmin monikansallisuuden ja kansojen kodin ideaa, joka nousee mielestäni huomattavaksi retoriseksi taustaksi kaikessa materiaalissa. Tähän liittyy vahvasti myös saman teeman sivujuonne, eli imperiumin ”vapauttava” rooli. Tulkitsen, että liikkeen imperiumi -diskurssilla on instrumentaalinen luonne: se legitimoi aktivistien vaatimuksia varsinkin entisen Neuvostoliiton alueen suhteen. ”Euraasialaisen kansan” ajatus toimii mahdollisena Euraasiaa yhteisenä tekijänä ”Neuvostokansan” tilalla. Sen taustalla materiaalistani päätellen siintävät kuitenkin enemmänkin Venäjä ja venäläis -spesifit vaateet kuin koko Euraasia. Pohdin myös kansakunnan (nation) hyljeksimisen syitä ja käsitteen sopivuutta Venäjälle, kuten myös venäläisyyden käsitteiden kerrostuneisuutta. Kokonaisuudessaan imperiumi tuli esiin abstraktina, utopistisena ja ”totaalisena” kokonaisuutena.

Use of Polyazaheterocycles in the Assembly of New Cadmium Sulfate Frameworks: Synthesis, Structure, and Properties

The reaction of cadmium sulfate in the presence of polyazaheterocyclic organic molecules gave rise to a variety of new cadmium sulfate phases in water containing solvothermal reaction. The compounds have two- (I) and three-dimensionally (II-VI) extended structures. All the compounds have structures built up by the connectivity involving the cadmium octahedra and the sulfate tetrahedra in which the heterocyclic organic molecules act as the ligand. The linkages between the Cd2+ and (SO4)2- ions form one- (II), two- (I, III, and IV), and three- (V and VI) dimensionally extended cadmium sulfate phases. The connectivity between Cd2+ ion and the heterocyclic ligand also gives rise to one- and two-dimensional structures. The inter-connectivity between the two units gives rise to the observed structures. The presence of Cd-O-Cd chains and Cd-O-Cd layers in some of the structures is noteworthy. The adsorption/desorption studies suggest that the cadmium sulfate phases adsorb/desorb anionic dyes selectively in the presence of water/ethanol, respectively. The photocatalytic degradation studies on cationic dyes under UV-irradiation indicate modest activity. The cyanosilylation of imines using the present compounds as heterogeneous catalyst indicate good catalytic behavior. The various properties exhibited by the cadmium sulfate phases suggest that these compounds are versatile. All the compounds were characterized by powder X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, infrared (IR) and UV-visible studies.