A kinetic theory description for external spherical flows with arbitrary Knudsen number by a moment method

The Maxwell integral equations of transfer are applied to a series of problems involving flows of arbitrary density gases about spheres. As suggested by Lees a two sided Maxwellian-like weighting function containing a number of free parameters is utilized and a sufficient number of partial differential moment equations is used to determine these parameters. Maxwell's inverse fifth-power force law is used to simplify the evaluation of the collision integrals appearing in the moment equations. All flow quantities are then determined by integration of the weighting function which results from the solution of the differential moment system. Three problems are treated: the heat-flux from a slightly heated sphere at rest in an infinite gas; the velocity field and drag of a slowly moving sphere in an unbounded space; the velocity field and drag torque on a slowly rotating sphere. Solutions to the third problem are found to both first and second-order in surface Mach number with the secondary centrifugal fan motion being of particular interest. Singular aspects of the moment method are encountered in the last two problems and an asymptotic study of these difficulties leads to a formal criterion for a "well posed" moment system. The previously unanswered question of just how many moments must be used in a specific problem is now clarified to a great extent.

Corrections to the paraxial approximation of an arbitrary free-propagation beam

A relatively simple transform from an arbitrary solution of the paraxial wave equation to the corresponding exact solution of the Helmholtz wave equation is derived in the condition that the evanescent waves are ignored and is used to study the corrections to the paraxial approximation of an arbitrary free-propagation beam. Specifically, the general lowest-order correction field is given in a very simple form and is proved to be exactly consistent with the perturbation method developed by Lax et nl. [Phys. Rev. A 11, 1365 (1975)]. Some special examples, such as the lowest-order correction to the paraxial approximation of a fundamental Gaussian beam whose waist plane has a parallel shin from the z = 0 plane, are presented. (C) 1998 Optical Society of America.

Spatiotemporal instabilities in nonlinear Kerr media in the presence of arbitrary higher-order dispersions

Spatiotemporal instabilities in nonlinear Kerr media with arbitrary higher-order dispersions are studied by use of standard linear-stability analysis. A generic expression for instability growth rate that unifies and expands on previous results for temporal, spatial, and spatiotemporal instabilities is obtained. It is shown that all odd-order dispersions contribute nothing to instability, whereas all even-order dispersions not only affect the conventional instability regions but may also lead to the appearance of new instability regions. The role of fourth-order dispersion in spatiotemporal instabilities is studied exemplificatively to demonstrate the generic results. Numerical simulations confirm the obtained analytic results. (C) 2002 Optical Society of America.

Magnitude da mortalidade por câncer do colo do útero no Brasil, 1996-2005

O presente estudo teve, por objetivo, corrigir a magnitude dos óbitos registrados por câncer do colo do útero no Brasil, e analisar a magnitude da mortalidade por este câncer e sua associação com indicadores sociais, nos estados da região Nordeste, Brasil, no período compreendido entre 1996 a 2005. Para a correção do sub-registro, foram utilizados os fatores criados pelo Projeto Carga Global de Doença no Brasil-1998. Metodologia de redistribuição proporcional foi utilizada para redistribuir as categorias de diagnósticos desconhecidas, incompletas ou mal definidas de óbitos identificadas no sistema de informação sobre mortalidade, exceto os dados ausentes de idade, corrigidos através de imputação. As correções foram aplicadas para cada Unidade Federativa do pais, segundo sexo e grupo etário, e os resultados apresentados para o Brasil e cada grande região e suas respectivas áreas geográficas (capital, demais municípios das regiões metropolitanas e interior). Tendências temporais de mortalidade foram analisadas através de regressão linear simples para cada estado da região Nordeste. Índice de variação percentual foi utilizado para determinar a variabilidade da magnitude das taxas, antes e após a correção dos óbitos. Através de regressão linear, foram analisados o comportamento da correção, e as correlações entre os indicadores socioeconômicos e as taxas de mortalidade por câncer do colo de útero sem e com correção. Após as correções, as taxas de mortalidade por câncer do colo do útero no Brasil mostraram um acréscimo percentual 103,4%, com variação de 35%, para as capitais da região Sul, a 339%, para o interior da região Nordeste. Foram encontradas correlações positivas entre alguns indicadores socioeconômicos e taxas sem correção, e correlações negativa entre esses mesmos indicadores e taxas corrigidas. Com outros indicadores socioeconômicos, observou-se o inverso dessa situação. Os resultados da correção apresentaram consistência em termos geográficos e em relação aos achados da literatura, permitindo concluir que a metodologia proposta foi adequada para corrigir a magnitude das taxas de mortalidade por câncer do colo do útero no país. Se analises comparativas sobre as condições socioeconômicas e o comportamento deste câncer forem estimadas sem quaisquer conhecimentos acerca da cobertura e qualidade de registro dos óbitos, pode-se incorrer a conclusões equivocadas. Considerando a magnitude corrigida da mortalidade por câncer do colo do útero, podemos afirmar que o problema desta doença na região Nordeste e no país, e mais grave do que o observado nos informes oficiais. Contudo, os resultados apontam que os programas de controle e detecção precoce desenvolvidos no país já mostram resultados positivos.

Mapeamento das regiões radiantes em placas retangulares vibrantes via método dos elementos de contorno com velocidade média e intensidade útil

Em engenharia, a modelagem computacional desempenha um papel importante na concepção de produtos e no desenvolvimento de técnicas de atenuação de ruído. Nesse contexto, esta tese investiga a intensidade acústica gerada pela radiação sonora de superfícies vibrantes. De modo específico, a pesquisa enfoca a identificação das regiões de uma fonte sonora que contribuem efetivamente para potência sonora radiada para o campo afastado, quando a frequência de excitação ocorre abaixo da frequência crítica de coincidência. São descritas as fundamentações teóricas de duas diferentes abordagens. A primeira delas, denominada intensidade supersônica (analítica) é calculada via transformadas de Fourier para fontes sonoras com geometrias separáveis. A segunda, denominada intensidade útil (numérica) é calculada através do método dos elementos de contorno clássico para fontes com geometrias arbitrárias. Em ambas, a identificação das regiões é feita pela filtragem das ondas não propagantes (evanescentes). O trabalho está centrado em duas propostas, a saber. A primeira delas, é a apresentação implementação e análise de uma nova técnica numérica para o cálculo da grandeza intensidade útil. Essa técnica constitui uma variante do método dos elementos de contorno (MEC), tendo como base o fato de as aproximações para as variáveis acústicas pressão e velocidade normal serem tomadas como constantes em cada elemento. E também no modo peculiar de obter a velocidade constante através da média de um certo número de velocidades interiores a cada elemento. Por esse motivo, a técnica recebe o nome de método de elemento de contorno com velocidade média (AVBEMAverage Velocity Boundary Element Method). A segunda, é a obtenção da solução forma fechada do campo de velocidade normal para placas retangulares com oito diferentes combinações de condições contorno clássicas. Então, a intensidade supersônica é estimada e comparada à intensidade acústica. Nos ensaios numéricos, a comparação da intensidade útil obtida via MEC clássico e via AVBEM é mostrada para ilustrar a eficiência computacional da técnica aqui proposta, que traz como benefício adicional o fato de poder ser utilizada uma malha menos refinada para as simulações e, consequentemente, economia significativa de recursos computacionais.

Efficient sampling of atomic configurational spaces.

We describe a method to explore the configurational phase space of chemical systems. It is based on the nested sampling algorithm recently proposed by Skilling (AIP Conf. Proc. 2004, 395; J. Bayesian Anal. 2006, 1, 833) and allows us to explore the entire potential energy surface (PES) efficiently in an unbiased way. The algorithm has two parameters which directly control the trade-off between the resolution with which the space is explored and the computational cost. We demonstrate the use of nested sampling on Lennard-Jones (LJ) clusters. Nested sampling provides a straightforward approximation for the partition function; thus, evaluating expectation values of arbitrary smooth operators at arbitrary temperatures becomes a simple postprocessing step. Access to absolute free energies allows us to determine the temperature-density phase diagram for LJ cluster stability. Even for relatively small clusters, the efficiency gain over parallel tempering in calculating the heat capacity is an order of magnitude or more. Furthermore, by analyzing the topology of the resulting samples, we are able to visualize the PES in a new and illuminating way. We identify a discretely valued order parameter with basins and suprabasins of the PES, allowing a straightforward and unambiguous definition of macroscopic states of an atomistic system and the evaluation of the associated free energies.