Non-linear boundary element analysis of floor slabs reinforced with rectangular beams

In this work, a numerical model to perform non-linear analysis of building floor structures is proposed. The presented model is derived from the Kirchhoff-s plate bending formulation of the boundary element method (BENI) for zoned domains, in which the plate stiffness is modified by the presence of membrane effects. In this model, no approximation of the generalized forces along the interface is required and the compatibility and equilibrium conditions along interfaces are imposed at the integral equation level. In order to reduce the number of degrees of freedom, the Navier Bernoulli hypothesis is assumed to simplify the strain field for the thin sub-regions (rectangular beams). The non-linear formulation is obtained from the linear formulation by incorporating initial internal force fields, which are approximated by using the well-known cell sub-division. Then, the non-linear solution of algebraic equations is obtained by using the concept of the consistent tangent operator. The Von Mises criterion is adopted to govern the elasto-plastic material behaviour checked at points along the plate thickness and along the rectangular beam element axes. The numerical representations are accurately obtained by either computing analytically the element integrals or performing the numerical integration accurately using an appropriate sub-elementation scheme. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

ITERATIVE NUMERICAL-SOLUTION OF SCATTERING PROBLEMS

An iterative Neumann series method, employing a real auxiliary scattering integral equation, is used to calculate scattering lengths and phase shifts for the atomic Yukawa and exponential potentials. For these potentials the original Neumann series diverges. The present iterative method yields results that are far better, in convergence, stability and precision, than other momentum space methods. Accurate result is obtained in both cases with an estimated error of about 1 in 10(10) after some 8-10 iterations.

Gluon mass generation in the PT-BFM scheme

In this article we study the general structure and special properties of the Schwinger-Dyson equation for the gluon propagator constructed with the pinch technique, together with the question of how to obtain infrared finite solutions, associated with the generation of an effective gluon mass. Exploiting the known all-order correspondence between the pinch technique and the background field method, we demonstrate that, contrary to the standard formulation, the non-perturbative gluon self-energy is transverse order-by-order in the dressed loop expansion, and separately for gluonic and ghost contributions. We next present a comprehensive review of several subtle issues relevant to the search of infrared finite solutions, paying particular attention to the role of the seagull graph in enforcing transversality, the necessity of introducing massless poles in the three-gluon vertex, and the incorporation of the correct renormalization group properties. In addition, we present a method for regulating the seagull-type contributions based on dimensional regularization; its applicability depends crucially on the asymptotic behavior of the solutions in the deep ultraviolet, and in particular on the anomalous dimension of the dynamically generated gluon mass. A linearized version of the truncated Schwinger-Dyson equation is derived, using a vertex that satisfies the required Ward identity and contains massless poles belonging to different Lorentz structures. The resulting integral equation is then solved numerically, the infrared and ultraviolet properties of the obtained solutions are examined in detail, and the allowed range for the effective gluon mass is determined. Various open questions and possible connections with different approaches in the literature are discussed. © SISSA 2006.

Lower-semicontinuity and optimization of convex functionals

The result that we treat in this article allows to the utilization of classic tools of convex analysis in the study of optimality conditions in the optimal control convex process for a Volterra-Stietjes linear integral equation in the Banach space G([a, b],X) of the regulated functions in [a, b], that is, the functions f : [a, 6] → X that have only descontinuity of first kind, in Dushnik (or interior) sense, and with an equality linear restriction. In this work we introduce a convex functional Lβf(x) of Nemytskii type, and we present conditions for its lower-semicontinuity. As consequence, Weierstrass Theorem garantees (under compacity conditions) the existence of solution to the problem min{Lβf(x)}. © 2009 Academic Publications.

Relativistic three-body model for final state interaction in D+ → K-π+π+ decay

A challenge in mesonic three-body decays of heavy mesons is to quantify the contribution of re-scattering between the final mesons. D decays have the unique feature that make them a key to light meson spectroscopy, in particular to access the Kn S-wave phase-shifts. We built a relativis-tic three-body model for the final state interaction in D+ → K -π+π+ decay based on the ladder approximation of the Bethe-Salpeter equation projected on the light-front. The decay amplitude is separated in a smooth term, given by the direct partonic decay amplitude, and a three-body fully interacting contribution, that is factorized in the standard two-meson resonant amplitude times a reduced complex amplitude that carries the effect of the three-body rescattering mechanism. The off-shell reduced amplitude is a solution of an inhomogeneous Faddeev type three-dimensional integral equation, that includes only isospin 1/2 K -π+ interaction in the S-wave channel. The elastic K-π+ scattering amplitude is parameterized according to the LASS data[1]. The integral equation is solved numerically and preliminary results are presented and compared to the experimental data from the E791 Collaboration[2, 3] and FOCUS Collaboration[4, 5].

Desenvolvimento de um algoritmo computacional MoM 3D aplicado em nanoplasmônica

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um algoritmo computacional para análise do espalhamento eletromagnético de nanoestruturas plasmônicas isoladas. O Método dos Momentos tridimensional (MoM-3D) foi utilizado para resolver numericamente a equação integral do campo elétrico, e o modelo de Lorentz-Drude foi usado para representar a permissividade complexa das nanoestruturas metálicas. Baseado nesta modelagem matemática, um algoritmo computacional escrito em linguagem C foi desenvolvido. Como exemplo de aplicação e validação do código, dois problemas clássicos de espalhamento eletromagnético de nanopartículas metálicas foram analisados: nanoesfera e nanobarra, onde foram calculadas a resposta espectral e a distribuição do campo próximo. Os resultados obtidos foram comparados com resultados calculados por outros modelos e observou-se uma boa concordância e convergência entre eles.

Modelagem numérica da influência do eletrojato equatorial em dados magnetotelúricos produzidos por estruturas tridimensionais

A América do Sul apresenta várias peculiaridades geomagnéticas, uma delas, é a presença do Eletrojato Equatorial, o qual se estende de leste para oeste no Brasil ao longo de aproximadamente 3500 km. Considerando-se o fato de que a influência do Eletrojato Equatorial pode ser detectada a grandes distâncias do seu centro, isto suscita o interesse em se estudar os seus efeitos na exploração magnetotelúrica no Brasil. A influência do eletrojato equatorial na prospecção magnetotelúrica tem sido modelada para meios geológicos uni e bidimensionais valendo-se para isto de soluções analíticas fechadas e de técnicas numéricas tais como elementos finitos e diferenças finitas. Em relação aos meios geológicos tridimensionais, eles tem sido modelados na forma de "camadas finas", usando o algoritmo "thin sheet". As fontes indutoras utilizadas para simular o eletrojato equatorial nestes trabalhos, tem sido linhas de corrente, eletrojatos gaussianos e eletrojatos ondulantes. Por outro lado, o objetivo principal da nossa tese foi o modelamento dos efeitos que o eletrojato equatorial provoca em estruturas tridimensionais próprias da geofísica da prospecção. Com tal finalidade, utilizamos o esquema numérico da equação integral, com as fontes indutoras antes mencionadas. De maneira similar aos trabalhos anteriores, os nossos resultados mostram que a influência do eletrojato equatorial somente acontece em frequências menores que 10^-1 Hz. Este efeito decresce com a distância, mantendo-se até uns 3000 km do centro do eletrojato. Assim sendo, a presença de grandes picos nos perfis da resistividade aparente de um semi-espaço homogêneo, indica que a influência do eletrojato é notável neste tipo de meio. Estes picos se mostram com diferente magnitude para cada eletrojato simulado, sendo que a sua localização também muda de um eletrojato para outro. Entretanto, quando se utilizam modelos geo-elétricos unidimensionais mais de acordo com a realidade, tais como os meios estratificados, percebe-se que a resposta dos eletrojatos se amortece significativamente e não mostra muitas diferenças entre os diferentes tipos de eletrojato. Isto acontece por causa da dissipação da energia eletromagnética devido à presença da estratificação e de camadas condutivas. Dentro do intervalo de 3000 km, a resposta eletromagnética tridimensional pode ser deslocada para cima ou para baixo da resposta da onda plana, dependendo da localização do corpo, da frequência, do tipo de eletrojato e do meio geológico. Quando a resposta aparece deslocada para cima, existe um afastamento entre as sondagens uni e tridimensionais devidas ao eletrojato, assim como um alargamento da anomalia dos perfis que registra a presença da heterogeneidade tridimensional. Quando a resposta aparece deslocada para baixo, no entanto, há uma aproximação entre estes dois tipos de sondagens e um estreitamento da anomalia dos perfis. Por outro lado, a fase se mostra geralmente, de uma forma invertida em relação à resistividade aparente. Isto significa que quando uma sobe a outra desce, e vice-versa. Da mesma forma, comumente nas altas frequências as respostas uni e tridimensionais aparecem deslocadas, enquanto que nas baixas frequências se mostram com os mesmos valores, com exceção dos eletrojatos ondulantes com parâmetros de ondulação α = —2 e —3. Nossos resultados também mostram que características geométricas próprias das estruturas tridimensionais, tais como sua orientação em relação à direção do eletrojato e a dimensão da sua direção principal, afetam a resposta devido ao eletrojato em comparação com os resultados da onda plana. Desta forma, quando a estrutura tridimensional é rotacionada de 90°, em relação à direção do eletrojato e em torno do eixo z, existe uma troca de polarizações nas resistividades dos resultados, mas não existem mudanças nos valores da resistividade aparente no centro da estrutura. Ao redor da mesma, porém, se percebe facilmente alterações nos contornos dos mapas de resistividade aparente, ao serem comparadas com os mapas da estrutura na sua posição original. Isto se deve à persistência dos efeitos galvânicos no centro da estrutura e à presença de efeitos indutivos ao redor do corpo tridimensional. Ao alongar a direção principal da estrutura tridimensional, as sondagens magnetotelúricas vão se aproximando das sondagens das estruturas bidimensionais, principalmente na polarização XY. Mesmo assim, as respostas dos modelos testados estão muito longe de se considerar próximas das respostas de estruturas quase-bidimensionais. Porém, os efeitos do eletrojato em estruturas com direção principal alongada, são muito parecidos com aqueles presentes nas estruturas menores, considerando-se as diferenças entre as sondagens de ambos tipos de estruturas. Por outro lado, os mapas de resistividade aparente deste tipo de estrutura alongada, revelam um grande aumento nos extremos da estrutura, tanto para a onda plana como para o eletrojato. Este efeito é causado pelo acanalamento das correntes ao longo da direção principal da estrutura. O modelamento de estruturas geológicas da Bacia de Marajó confirma que os efeitos do eletrojato podem ser detetados em estruturas pequenas do tipo "horst" ou "graben", a grandes distâncias do centro do mesmo. Assim, os efeitos do eletrojato podem ser percebidos tanto nos meios estratificados como tridimensionais, em duas faixas de freqüência (nas proximidades de 10^-1 Hz e para freqüências menores que 10^-3 Hz), possivelmente influenciados pela presença do embasamento cristalino e a crosta inferior, respectivamente. Desta maneira, os resultados utilizando o eletrojato como fonte indutora, mostram que nas baixas freqüências as sondagens magnetotelúricas podem ser fortemente distorcidas, tanto pelos efeitos galvânicos da estrutura tridimensional como pela presença da influência do eletrojato. Conseqüêntemente, interpretações errôneas dos dados de campo podem ser cometidas, se não se corrigirem os efeitos do eletrojato equatorial ou, da mesma forma, não se utilisarem algoritmos tridimensionais para interpretar os dados, no lugar do usual modelo unidimensional de Tikhonov - Cagniard.

Development of computational 3D MoM algorithm for nanoplasmonics

In this paper, we present an algorithm for full-wave electromagnetic analysis of nanoplasmonic structures. We use the three-dimensional Method of Moments to solve the electric field integral equation. The computational algorithm is developed in the language C. As examples of application of the code, the problems of scattering from a nanosphere and a rectangular nanorod are analyzed. The calculated characteristics are the near field distribution and the spectral response of these nanoparticles. The convergence of the method for different discretization sizes is also discussed.

Método dos elementos de contorno na resolução do problema de segunda ordem em placas delgadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

On S-asymptotically omega-periodic functions and applications

Let (X, parallel to . parallel to) be a Banach space and omega is an element of R. A bounded function u is an element of C([0, infinity); X) is called S-asymptotically omega-periodic if lim(t ->infinity)[u(t + omega) - u(t)] = 0. In this paper, we establish conditions under which an S-asymptotically omega-periodic function is asymptotically omega-periodic and we discuss the existence of S-asymptotically omega-periodic and asymptotically omega-periodic solutions for an abstract integral equation. Some applications to partial differential equations and partial integro-differential equations are considered. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Numerical Model for the Dynamic Analysis of Pile Foundations

Programa de doctorado: Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería Instituto Universitario (SIANI)

Estudio de estructuras microtira irregulares mediante el MoM

[EN]This article presents the analysis of planar mi- crostrip structures using the electric-field integral equation. The structures are divided into irregular rectangular subdomains. Besides its describes the delta-gap voltage excitation mode to resolve the equations systems with the method of the moments.

Aspects of Integrability in Gauge/String Correspondence

In this thesis, we present our work about some generalisations of ideas, techniques and physical interpretations typical for integrable models to one of the most outstanding advances in theoretical physics of nowadays: the AdS/CFT correspondences. We have undertaken the problem of testing this conjectured duality under various points of view, but with a clear starting point - the integrability - and with a clear ambitious task in mind: to study the finite-size effects in the energy spectrum of certain string solutions on a side and in the anomalous dimensions of the gauge theory on the other. Of course, the final desire woul be the exact comparison between these two faces of the gauge/string duality. In few words, the original part of this work consists in application of well known integrability technologies, in large parte borrowed by the study of relativistic (1+1)-dimensional integrable quantum field theories, to the highly non-relativisic and much complicated case of the thoeries involved in the recent conjectures of AdS5/CFT4 and AdS4/CFT3 corrspondences. In details, exploiting the spin chain nature of the dilatation operator of N = 4 Super-Yang-Mills theory, we concentrated our attention on one of the most important sector, namely the SL(2) sector - which is also very intersting for the QCD understanding - by formulating a new type of nonlinear integral equation (NLIE) based on a previously guessed asymptotic Bethe Ansatz. The solutions of this Bethe Ansatz are characterised by the length L of the correspondent spin chain and by the number s of its excitations. A NLIE allows one, at least in principle, to make analytical and numerical calculations for arbitrary values of these parameters. The results have been rather exciting. In the important regime of high Lorentz spin, the NLIE clarifies how it reduces to a linear integral equations which governs the subleading order in s, o(s0). This also holds in the regime with L ! 1, L/ ln s finite (long operators case). This region of parameters has been particularly investigated in literature especially because of an intriguing limit into the O(6) sigma model defined on the string side. One of the most powerful methods to keep under control the finite-size spectrum of an integrable relativistic theory is the so called thermodynamic Bethe Ansatz (TBA). We proposed a highly non-trivial generalisation of this technique to the non-relativistic case of AdS5/CFT4 and made the first steps in order to determine its full spectrum - of energies for the AdS side, of anomalous dimensions for the CFT one - at any values of the coupling constant and of the size. At the leading order in the size parameter, the calculation of the finite-size corrections is much simpler and does not necessitate the TBA. It consists in deriving for a nonrelativistc case a method, invented for the first time by L¨uscher to compute the finite-size effects on the mass spectrum of relativisic theories. So, we have formulated a new version of this approach to adapt it to the case of recently found classical string solutions on AdS4 × CP3, inside the new conjecture of an AdS4/CFT3 correspondence. Our results in part confirm the string and algebraic curve calculations, in part are completely new and then could be better understood by the rapidly evolving developments of this extremely exciting research field.

Eine kontinuierliche Lyman-alpha-Quelle basierend auf Festkörperlasersystemen

In dieser Arbeit wird eine schmalbandige kontinuierliche kohärente Lyman-α-Quelle basierend auf Festkörperlasersystemen zur zukünftigen Kühlung von Antiwasserstoff vorgestellt. Die fundamentalen Festkörperlasersysteme ermöglichen es im Vier-Wellen-Misch-Prozess zur Erzeugung der Lyman-α-Strahlung nicht nur die 6^1S – 7^1S-Zwei-Photonen-Resonanz des Quecksilbers sondern erstmals auch die 6^1S – 6^3P-Ein-Photonen-Resonanz zur Erhöhung der Konversionseffizienz optimal zu nutzen. In ersten Messungen wurden 0,063nW Leistung bei Lyman-α erzeugt. Mit dieser Lyman-α-Quelle war es, durch die Nähe des ersten fundamentalen Lasers zur Ein-Photonen-Resonanz, erstmals möglich den kompletten Verlauf der Phasenanpassungskurve des Vier-Wellen- Misch-Prozesses aufzunehmen. Neben den fundamentalen Lasersystemen und der Lyman-alpha-Erzeugung selbst, wird in dieser Arbeit die Detektion der produzierten Lyman-α-Strahlung mit einem Photomultiplier vorgestellt, die soweit optimiert wurde, dass eine zuverlässige Abschätzung der erzeugten Leistung möglich ist. Für diesen Zweck wurde zudem ein Teststand aufgebaut, mit dem die Transmissivität der Optiken, welche in der Lyman-α-Apparatur verwendet werden, bei 121,56nm gemessen wurde. Des Weiteren wird hier eine vielseitige Rechnung vorgestellt, mit der die erzeugte Leistung bei Lyman-α, unter anderem in Abhängigkeit von der Temperatur, der Absorption des ersten fundamentalen Laserstrahls, dem Dichteprofil des Quecksilberdampfes und unter dem Einfluss eines Puffergases, bestimmt wird.

EFFICIENT EVALUATION OF RANKING PROCEDURES WHEN THE NUMBER OF UNITS IS LARGE WITH APPLICATION TO SNP IDENTIFICATION

Simulation-based assessment is a popular and frequently necessary approach to evaluation of statistical procedures. Sometimes overlooked is the ability to take advantage of underlying mathematical relations and we focus on this aspect. We show how to take advantage of large-sample theory when conducting a simulation using the analysis of genomic data as a motivating example. The approach uses convergence results to provide an approximation to smaller-sample results, results that are available only by simulation. We consider evaluating and comparing a variety of ranking-based methods for identifying the most highly associated SNPs in a genome-wide association study, derive integral equation representations of the pre-posterior distribution of percentiles produced by three ranking methods, and provide examples comparing performance. These results are of interest in their own right and set the framework for a more extensive set of comparisons.