On the control of rapidly rotating convection by an axially varying magnetic field

The magnetic field in rapidly rotating dynamos is spatially inhomogeneous. The axial variation of the magnetic field is of particular importance because tall columnar vortices aligned with the rotation axis form at the onset of convection. The classical picture of magnetoconvection with constant or axially varying magnetic fields is that the Rayleigh number and wavenumber at onset decrease appreciably from their non-magnetic values. Nonlinear dynamo simulations show that the axial lengthscale of the self-generated azimuthal magnetic field becomes progressively smaller as we move towards a rapidly rotating regime. With a small-scale field, however, the magnetic control of convection is different from that in previous studies with a uniform or large-scale field. This study looks at the competing viscous and magnetic mode instabilities when the Ekman number E (ratio of viscous to Coriolis forces) is small. As the applied magnetic field strength (measured by the Elsasser number Lambda) increases, the critical Rayleigh number for onset of convection initially increases in a viscous branch, reaches an apex where both viscous and magnetic instabilities co-exist, and then falls in the magnetic branch. The magnetic mode of onset is notable for its dramatic suppression of convection in the bulk of the fluid layer where the field is weak. The viscous-magnetic mode transition occurs at Lambda similar to 1, which implies that small-scale convection can exist at field strengths higher than previously thought. In spherical shell dynamos with basal heating, convection near the tangent cylinder is likely to be in the magnetic mode. The wavenumber of convection is only slightly reduced by the self-generated magnetic field at Lambda similar to 1, in agreement with previous planetary dynamo models. The back reaction of the magnetic field on the flow is, however, visible in the difference in kinetic helicity between cyclonic and anticyclonic vortices.

Role of spacer length in interaction between novel gemini imidazolium surfactants and Rhizopus oryzae lipase

An insight into the effects of new ionic liquid-type gemini imidazolium cationic surfactants on the structure and function of the lipases is of prime importance for their potential application. Changes in the activity, stability and structure of Rhizopus ouzae lipase in the presence of novel gemini surfactants, C-16-3-C(16)im]Br-2 and C-16-12-C(16)im]Br-2 were probed in the present study. Surfactant with shorter spacer length, C-16-3-C(i6)im]Br-2 was found to be better in improving the hydrolytic activity and thermal stability of the lipase. For both the surfactants, activation was concentration dependent. CD spectroscopy results showed a decrease in a-helix and an increase in beta-sheet content in the presence of these surfactants. A higher structural change observed in presence of C-16-12-C(16)im]Br-2 correlated with lower enzyme activity. Isothermal titration calorimetric studies showed the binding to be spontaneous in nature based on sequential two site binding model. The forces involved in binding were found to differ for the two surfactants proving that the spacer length is an important factor which governs the interaction. These surfactants could be used as promising components both in enzyme modification and media engineering for attaining the desired goals in biocatalytic reactions. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

Magnitude and Origin of Electrical Noise at Individual Grain Boundaries in Graphene

Grain boundaries (GBs) are undesired in large area layered 2D materials as they degrade the device quality and their electronic performance. Here we show that the grain boundaries in graphene which induce additional scattering of carriers in the conduction channel also act as an additional and strong source of electrical noise especially at the room temperature. From graphene field effect transistors consisting of single GB, we find that the electrical noise across the graphene GBs can be nearly 10 000 times larger than the noise from equivalent dimensions in single crystalline graphene. At high carrier densities (n), the noise magnitude across the GBs decreases as proportional to 1/n, suggesting Hooge-type mobility fluctuations, whereas at low n close to the Dirac point, the noise magnitude could be quantitatively described by the fluctuations in the number of propagating modes across the GB.

Electromagnetic analysis of novel class of multiple core/multiple clad step index single mode optical fiber by analytical means

General propagation properties and universal curves are given for double clad single mode fibers with inner cladding index higher or lower than the outer cladding index, using the parameter: inner cladding/core radii ratio. Mode cut-off conditions are also examined for the cases. It is shown that dispersion properties largely differ from the single clad single mode fiber case, leading to large new possibilities for extension of single mode operation for large wavelength tange. Paper demonstrates that how substantially we can extend the single mode operation range by using the raised inner cladding fiber. Throughout we have applied our own computations technique to find out the eigenvalue for a given modes. Detail derivations with all trivial mathematics for eigenmode equation are derived for each case. Paper also demonstrates that there is not much use of using depressed inner cladding fiber. We have also concluded that using the large inner cladding/inner core radius we can significantly increase the single mode operation range for the large wavelength region. (C) 2015 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Microstructure and Magnetic Properties of Nd60Al10Fe20Co10 Glass-forming Alloy

The microstructural variations of the Nd60Al10Fe20CO10 melt-spun ribbons and the as-cast rod were studied by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), x-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry. Nano-clusters in glassy m

Formation of nanoparticles from ultrafast laser condensates of metal targets

Optimised ultrafast laser ablation can result in almost complete ionisation of the target material and the formation of a high velocity plasma jet. Collisions with the ambient gas behind the shock front cools the material resulting in the formation of mainly spherical, single crystal nanoscale particles in the condensate. This work characterises the nanoscale structures produced by the ultrafast laser interactions in He atmospheres at STP with Ni and Al. High resolution transmission electron microscopy was employed to study the microstructure of the condensates and to classify the production of particles forms as a function of the illumination conditions.

Estudio de cinco leguminosas en la fertilización y métodos de manejo de malezas en el cultivo de la Pitahaya (Hylocereus undatus Britt y Rose)

En el mes de junio de 1996, se estableció un experimento de campo en la empresa Frutas Tropicales Ltda, localizada en la comarca de Guanacastillo, departamento de Masaya, con el propósito de evaluar la influencia de cinco leguminosas de cobertura asociadas con el cultivo de la pitahaya (Hylocereus undatus Britt & Rose), como manejo de las malas hierbas y aporte de nutrientes a partir de la materia orgánica incorporada. Al estudio se le aplicó el diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones.Los tratamientos evaluados fueron: Vigna radiata (L.) Wilczek, Mucuna pruriens (L.) DC., Vigna unguiculata (L.) Walp., Canavalia ensiformis (L.) DC., Lablab purpureus (L.) Sweet y el tratamiento Testigo, el cual representa el manejo tradicional en el control de las malezas de parte del productor. Los resultados indican que el mayor peso seco acumulado lo presentó C. ensiformis al registrar 7 401 kg/ha. En tanto, V. radiata con 2 331.66 kg/ha presentó el menor valor de peso seco. En el comportamiento del peso seco de las malezas se registró mas alto en M. pruriens con 1 600 kg/ha. En tanto, L. purpureus con 545 kg/ha fue el más bajo.Para medir el aporte de nutrientes a partir de la materia orgánica se hizo un análisis de suelo previo a la siembra de las leguminosas. Un segundo y tercer análisis de suelo se efectuaron 3 meses y 11 meses después de realizado el primer análisis. En nitrógeno el mejor resultado se obtuvo en V. unguiculata al ubicarse como mejor aportador en el primer análisis con 149.60 kg/ha y segundo mejor aportador en el segundo análisis con 113.28 kg/ha.Superado levemente en este caso por el tratamiento testigo con 113.40 kg/ha. En ambos análisis el menor aportador de nitrógeno fue C. ensiformis con 122.40 kg/ha y 103.32 kg/ha para el primer y segundo análisis respectivamente.En cuanto a fósforo, V. radiata se ubicó como mejor aportador en el primer análisis con 16.80 kg/ha, mientras que en el segundo análisis se ubicó como tercero con 26.49 kg/ha, superado por C. ensiformis y V. unguiculata con 40.66 kg/ha y 31.32 kg/ha respectivamente. En cambio M. pruriens se ubicó como el aportador más bajo de fósforo con 6.60 kg/ha en el primer análisis y 3.98 kg/ha en el segundo.En relación al potasio, el mejor resultado se obtuvo en M. pruriens con 567.73 kg/ha y 694.42 hg/ha en el primer y segundo muestreo respectivamente. Mientras que L. purpureus fue el menor aportador con 384.74 kg/ha y 273.70 kg/ha en el primer y segundo muestreo respectivamente.Con respecto a la influencia sobre la dinámica de las malezas el mejor resultado se presentó en M. pruriens, al eliminar por completo la presencia de malezas a los 95 días de establecido el ensayo. Similar comportamiento tuvo C. ensiformis con la diferencia que fue en un período más prolongado. Mayor abundancia de malezas presentaron los tratamiento L. purpureus, V. radiata y V. unguiculata, en los cuales hubo necesidad de acompañarlos con controles mecánicos. Por último, se ubicó el tratamiento Testigo el cual siempre necesito de control mecánico. En relación al mayor número de brotes por planta, los tratamientos implementados no tuvieron diferencias significativas entre ellos, pero en términos numéricos los que presentaron mayor número de brotes fueron V. radiata y Testigo con 4,856 y 4,417 respectivamente, seguidos de V. unguiculata y C. ensiformis con 3,933 y 3,922 respectivamente. Por último se ubicaron M. pruriens y L. purpureus con 3,267 y 3,034 respetivamente.De acuerdo a los resultados obtenidos en cobertura de suelo, diversidad y abundancia de malezas, biomasa y aporte de nutrientes a partir de residuos vegetales, excepto en fósforo, se recomienda el uso de la leguminosa Mucuna pruriens (L.) DC. En asocio con el cultivo de la pitahaya.

Estudio de la factibilidad de aplicación, a escala planta piloto, del catalizador Cr2O3/Al2O3 en la reducción de emisión de SO2 a la atmósfera, proveniente de fuentes fijas : avances 2013

Resumen: Se planificaron las experiencias con el objeto de analizar el comportamiento del catalizador en la columna metálica de mayor diámetro. Se modificaron las masas usadas para verificar la eficiencia de retención respecto de la masa. Se realizaron ciclos de adsorción, desorción y readsorción sobre una misma muestra para determinar variaciones en la eficiencia del catalizador. En otra fase, en colaboración con el Dr. V. A. Ranea y el Dr. E. E. Mola (INIFTA, UNLP), se desarrolló el estudio teórico de la adsorción de moléculas de SO2, CH4, CO2, O2 y CO sobre Cr2O3(0001) mediante Teoría del Funcional Densidad (programa VASP, Vienna Ab-initio Simulation Package), y el estudio de la cinética de la reacción entre CH4, SO2 y el O2 junto con la presencia de especies sulfito y sulfato. Este estudio permitió hallar los sitios preferenciales de adsorción de S0 y la posible competencia con SO2 experimentalmente y por cálculos teóricos. Experimentalmente, se observa que la eficiencia de adsorción del catalizador respecto al SO2 es cercana al 100%. Se observa un pico de termodesorción a 1120 K. Luego, se estudió la oxidación de CH4 con SO2. Se observa que hay producción de CO2 desde temperatura inicial, seguida de un aumento significativo en la formación de CO2 hasta 330-340 K. Luego, la producción de CO2 se mantiene aproximadamente constante. Mediante el empleo de la ecuación de Arrhenius y resultados experimentales, se obtuvo la energía de activación de la reacción global, de 7 Kcal/mol. Mediante estudios teóricos, se determinó que la energía de quimisorción del SO2 sobre el Cr2O3 es de -3.09 eV para la configuración más estable, una energía de adsorción de O2 en estado disociativo de -1.567 eV, una energía para CH4 sobre O2 adsorbido previamente de -0.335 eV, y -0.812 eV para la configuración más estable de CO2 sobre el sustrato.

Features of the supercritical transition in the wake of a circular cylinder

The features of the wake behind a uniform circular cylinder at Re = 200, which is just beyond the critical Reynolds number of 3-D transition, are investigated in detail by direct numerical simulations by solving 3-D incompressible Navier-Stokes equations using mixed spectral-spectral-element method. The high-order splitting algorithm based on the mixed stiffly stable scheme is employed in the time discretization. Due to the nonlinear evolution of the secondary instability of the wake, the spanwise modes with different wavelengths emerge. The spanwise characteristic length determines the transition features and global properties of the wake. The existence of the spanwise phase difference of the primary vortices shedding is confirmed by Fourier analysis of the time series of the spanwise vorticity and attributed. to the dominant spanwise mode. The spatial energy distributions of various modes and the velocity profiles in the near wake are obtained. The numerical results indicate that the near wake is in 3-D quasi-periodic laminar state with transitional behaviors at this supercritical Reynolds number.

纤维─基体界面脱粘能量释放率

研究一个纤维拔出界面脱粘断裂能量释放率分析的简单模型，给出纤维－基体界面断裂能ＧⅡ工程计算公式的推导过程．用有限元法检查了该公式的可靠性与适用范围．并提出一个修正表达式