A numerical approach to determine the sufficiency of given boundary data sets for uniquely estimating interior elastic properties

We consider an inverse elasticity problem in which forces and displacements are known on the boundary and the material property distribution inside the body is to be found. In other words, we need to estimate the distribution of constitutive properties using the finite boundary data sets. Uniqueness of the solution to this problem is proved in the literature only under certain assumptions for a given complete Dirichlet-to-Neumann map. Another complication in the numerical solution of this problem is that the number of boundary data sets needed to establish uniqueness is not known even under the restricted cases where uniqueness is proved theoretically. In this paper, we present a numerical technique that can assess the sufficiency of given boundary data sets by computing the rank of a sensitivity matrix that arises in the Gauss-Newton method used to solve the problem. Numerical experiments are presented to illustrate the method.

A QUADRATIC C degrees INTERIOR PENALTY METHOD FOR LINEAR FOURTH ORDER BOUNDARY VALUE PROBLEMS WITH BOUNDARY CONDITIONS OF THE CAHN-HILLIARD TYPE

We develop a quadratic C degrees interior penalty method for linear fourth order boundary value problems with essential and natural boundary conditions of the Cahn-Hilliard type. Both a priori and a posteriori error estimates are derived. The performance of the method is illustrated by numerical experiments.

Analysis of an Interior Penalty Method for Fourth Order Problems on Polygonal Domains

Error analysis for a stable C (0) interior penalty method is derived for general fourth order problems on polygonal domains under minimal regularity assumptions on the exact solution. We prove that this method exhibits quasi-optimal order of convergence in the discrete H (2), H (1) and L (2) norms. L (a) norm error estimates are also discussed. Theoretical results are demonstrated by numerical experiments.

On the Erdos-Szekeres n-interior point problem

The n-interior point variant of the Erdos-Szekeres problem is to show the following: For any n, n-1, every point set in the plane with sufficient number of interior points contains a convex polygon containing exactly n-interior points. This has been proved only for n-3. In this paper, we prove it for pointsets having atmost logarithmic number of convex layers. We also show that any pointset containing atleast n interior points, there exists a 2-convex polygon that contains exactly n-interior points.

A fully discrete C-0 interior penalty Galerkin approximation of the extended Fisher-Kolmogorov equation

A fully discrete C-0 interior penalty finite element method is proposed and analyzed for the Extended Fisher-Kolmogorov (EFK) equation u(t) + gamma Delta(2)u - Delta u + u(3) - u = 0 with appropriate initial and boundary conditions, where gamma is a positive constant. We derive a regularity estimate for the solution u of the EFK equation that is explicit in gamma and as a consequence we derive a priori error estimates that are robust in gamma. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

On the Erdos-Szekeres n-interior-point problem

The n-interior-point variant of the Erdos Szekeres problem is the following: for every n, n >= 1, does there exist a g(n) such that every point set in the plane with at least g(n) interior points has a convex polygon containing exactly n interior points. The existence of g(n) has been proved only for n <= 3. In this paper, we show that for any fixed r >= 2, and for every n >= 5, every point set having sufficiently large number of interior points and at most r convex layers contains a subset with exactly n interior points. We also consider a relaxation of the notion of convex polygons and show that for every n, n >= 1, any point set with at least n interior points has an almost convex polygon (a simple polygon with at most one concave vertex) that contains exactly n interior points. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

STOKES' SYSTEM IN A DOMAIN WITH OSCILLATING BOUNDARY: HOMOGENIZATION AND ERROR ANALYSIS OF AN INTERIOR OPTIMAL CONTROL PROBLEM

Homogenization and error analysis of an optimal interior control problem in the framework of Stokes' system, on a domain with rapidly oscillating boundary, are the subject matters of this article. We consider a three dimensional domain constituted of a parallelepiped with a large number of rectangular cylinders at the top of it. An interior control is applied in a proper subdomain of the parallelepiped, away from the oscillating volume. We consider two types of functionals, namely a functional involving the L-2-norm of the state variable and another one involving its H-1-norm. The asymptotic analysis of optimality systems for both cases, when the cross sectional area of the rectangular cylinders tends to zero, is done here. Our major contribution is to derive error estimates for the state, the co-state and the associated pressures, in appropriate functional spaces.

An interior penalty method for distributed optimal control problems governed by the biharmonic operator

In this paper, a C-0 interior penalty method has been proposed and analyzed for distributed optimal control problems governed by the biharmonic operator. The state and adjoint variables are discretized using continuous piecewise quadratic finite elements while the control variable is discretized using piecewise constant approximations. A priori and a posteriori error estimates are derived for the state, adjoint and control variables under minimal regularity assumptions. Numerical results justify the theoretical results obtained. The a posteriori error estimators are useful in adaptive finite element approximation and the numerical results indicate that the sharp error estimators work efficiently in guiding the mesh refinement. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A C-0 Interior Penalty Method for a Fourth-order Variational Inequality of the Second Kind

In this article, we propose a C-0 interior penalty ((CIP)-I-0) method for the frictional plate contact problem and derive both a priori and a posteriori error estimates. We derive an abstract error estimate in the energy norm without additional regularity assumption on the exact solution. The a priori error estimate is of optimal order whenever the solution is regular. Further, we derive a reliable and efficient a posteriori error estimator. Numerical experiments are presented to illustrate the theoretical results. (c) 2015Wiley Periodicals, Inc.

High Loading of Pd Nanoparticles by Interior Functionalization of MOFs for Heterogeneous Catalysis

In this report, the issue related to nanoparticle (NP) agglomeration upon increasing their loading amount into metal-organic frameworks (MOFs) has been addressed by functionalization of MOFs with alkyne groups. The alkynophilicity of the Pd2+ (or other noble metals) ions has been utilized successfully for significant loading of Pd NPs into alkyne functionalized MOFs. It has been shown here that the size and loading amount of Pd NPs are highly dependent on the surface area and pore width of the MOFs. The loading amount of Pd NPs was increased monotonically without altering their size distribution on a particular MOF. Importantly, the distinct role of alkyne groups for Pe(2+) stabilization has also been demonstrated by performing a control experiment considering a MOF without an alkyne moiety. The preparation of NPs involved two distinct steps viz. adsorption of metal ions inside MOFs and reduction of metal ions. Both of these steps were monitored by microscopic techniques. This report also demonstrates the applicability of Pd@MOF NPs as extremely efficient heterogeneous catalysts for Heck-coupling and hydrogenation reactions of aryl bromides or iodides and alkenes, respectively.

Comparación de calidad en la producción de carbón vegetal entre la fosa de tierra y el horno de ladrillo, en la finca el plantel Masaya

La presente investigación tuvo como objetivo comparar la producción de calidad de carbón vegetal entre la fosa de tierra y el horno de ladrillo utilizando Eucalyptus camaldulensis, empleando dos categorías diamétricas. La metodología utilizada consistió en la selección del material vegetal para la producción de carbón, se seleccionaron árboles con diámetros entre 20-30 cm. y mayores de 30 cm. por cada categoría diamétrica se emplearon cinco árboles para un total de diez individuos, se tumbaron los árboles con la técnica de tala dirigida, con hacha a partir de 0.30 cm. del suelo con el propósito de aprovechar la mayor cantidad de madera del árbol, se procedió a medir la longitud de la troza en metros empleando una cinta métrica para la medición del diámetro medio. Luego se procedió a calcular el volumen del fuste limpio utilizando la fórmula de Smalian, posteriormente se traslado trozas y ramas al sitio de carbonización, se depositaron por clase diamétrica donde se cálculo el volumen empleando la fórmula de Huber, para la cubicación de las ramas se empleo el método tradicional de metro estéreo. Para la producción de carbón vegetal se emplearon dos diseños de producción: fosa de tierra y el horno de ladrillos, el análisis de laboratorio consistió en determinar porcentaje de cenizas, carbono orgánico, densidad aparente y porcentaje de humedad. Para la clase diamétrica de 20 a 30 cm., se utilizo un volumen de 4.48 m3 y para la categoría diamétrica mayor de 30 cm, 6.55 m3. Finalizado el proceso de carbonización se obtuvieron 8 sacos en la fosa de tierra, equivalente a 0.217m3, en el horno de ladrillo se obtuvieron 18 sacos lo que representa 0.496 m3. Comparando los estándares de calidad de la FAO, con los obtenidos en este estudio, son aceptables, se concluye que el método de producción de horno de ladrillos usando arboles mayores de 30 cm es el mejor método para la producción de carbón vegetal.

Análisis de los sistemas de producción agropecuarios de Masaya

El presente documento de trabajo forma parte de las investigaciones en Sistemas de Producción Agropecuarios, impulsados por la Universidad Centroamericana (U.C.A.), a través del Departamento de Desarrollo Agraria. La metodología de trabajo utilizado fue basada en el Análisis del Sistema Agrario. Es decir, se realizó una zonificación agrosocioeconómica en .la cual se tomaron en cuenta !os aspectos edafoclímáticos, socioeconómicos y agronómicos, producto de esto se encontraron cinco zonas, que son: - Zona reformada. - Zona de latifundio. - Zona de minifundio. - Zona de abanico de campesinos con parcelas de cultivos anuales y perennes. -Zona de pequeño capitalismo intensivo en fuerza de trabajo y capital. Se realizó la tipología de productores encontrándose cuatro tipos que son: -Los minifundistas. - Los pequeños campesinos. - Los capitalistas agrarios. -Los beneficiados por reforma agraria. La diferencia entre los cuatro tipos de productores evidenciados es en particular los niveles de ingresos neto por hombre superficie, superficie por trabajador, su integración al mercado,, fuerza de trabajo disponible y las modificaciones y consecuencias en los sistemas de producción a partir del ajuste económico realizado en nuestro país, en el año 1988. Los resultados evidencian que los productores con lógica campesina son .los que obtienen los mayores ingreso neto por manzana ($500 a $1500) y los que permiten el pleno empleo de la fuerza de trabajo y le tierra. Así mismos, son los que más se adaptan a los cambios en el entorno socioeconómico.

Efecto de la dosis y el momento de aplicación de nitrógeno sobre la producción y calidad de semilla de pasto Gamba (Andropogon gayanus Kunth CIAT 621)

En el centro experimental ele pastos y forrajes "Santa Rosa", de la Comisión Nacional de Ganadería, ubicada al Norte de la comunidad de Sabana Grande, municipio de Managua, se realizó el ensayo acerca de los efectos de diferentes dosis y momentos de aplicación de nitrógeno, sobre la producción y calidad de semillas de A. gavanus Kunth CIAT 621. Se utilizó un diseño experimental de parcelas divididas con bloques completamente al azar con arreglo bifactorial. Se probaron cuatro dosis de fertilizante nitrogenado (urea al 46%): 50, 75, 100 y 125 kg/N/ha/corte, y un testigo (sin fertilizar), además de tres momentos de aplicación del fertilizante (al momento del corte, 15 y 30 días después del corte de uniformidad) Los resultados demostraron que tanto las dosis como los momentos tuvieron efectos estadísticamente significativos (P<0.01), sobre los componentes estructurales del rendimiento: tamaño de inflorescencia y número de tallos reproductivos por hectárea. Otros como: tamaño del raquis, número de raquis y número de ramificaciones, no mostraron diferencia significativa para dosis, ni para momentos de aplicación. Además, las dos is de nitrógeno influyeron más sobre el rendimiento de semilla, que los momentos de aplicación. La prueba de proporciones "Z", fue el estadístico de prueba utilizado, para analizar la calidad de la semilla, por la diferencia de proporciones entre las medias comparadas de los tratamientos. La variable de calidad de semilla pura, reflejó su mayor valor con el momento de aplicación 30 días después del corte de uniformidad (57.18 %), presentando únicamente diferencia significativa (P<0.05), con la aplicación de nitrógeno al momento del corte de uniformidad; respecto a las dosis aplicadas el máximo valor le correspondió a los 100 kg/N/ha/corte con 57.9 %, mostrando diferencia significativa (P<0.05), solamente con la dosis de 125 kg/N/ha/corte. El porcentaje de germinación fue más alto para el tratamiento de aplicación del nitrógeno a los 30 días después del corte de uniformidad con 48.7 %, teniendo únicamente diferencia significativa (P<0.05), con la aplicación al momento del corte de uniformidad; sin embargo, la mayor germinación se registró con la dosis de 100 kg/N/ha/corte (49.5 %). mostrando solamente diferencias significativas (P<0.05), con la dosis de 125 kg/N/ha/corte. El valor cultural, mostró una tendencia igual a las dos variables de calidad anteriores, por factores separados (dosis y momentos). El mayor valor obtenido fue con la dosis ele 100 kg/N/ha/corte(28.67 %), siendo estadísticamente igual (P>0.05), con las dosis de 50, 75 kg/N/ha/corte y el testigo; únicamente resultó diferencias significativas (P<0.05), con la dosis de 125 kg/N/ha/corte. Además, el momento a los 30 días después del corte de uniformidad (27.99 %), fue diferente estadísticamente (P<0.05), a la aplicación de nitrógeno al momento del corte de uniformidad. Este resultado se debió a que el valor cultural es un índice compuesto, producto de ambas variables (%de semilla pura y % de germinación). Por otra parte, el valor cultural mostró que al interactuar ambos factores (momento y dosis), se registró un alto valor de pureza y germinación con respecto al obtenido por efecto de factores separados; el mayor valor obtenido fue con el momento de aplicación a los 30 días después del corte de uniformidad y la dosis de 50 kg/N/ha/corte (34.2 % de semilla pura y germinable).

Análisis económico de tres fincas de producción bovina de doble propósito explotadas de forma intensiva y extensiva durante el período 1992-1993

El objetivo principal del estudio fue conocer el comportamiento económico de tres fincas ganaderas de Doble Propósito; dos de ellas, ubicadas en el municipio de "Muy Muy" y explotadas de forma extensiva (fincas 1 y 2) y una tercera en el municipio de Tipitapa explotada de forma intensiva (3). La. base principal de este trabajo la constituyó la información proporcionada por loa productores, la que fue recolectada a través de un diagnóstico estático y un dinámico por el periodo de un año, la mayor parte de esta era de carácter económico, dándole prioridad a los gastos e ingresos incurridos en el periodo, además, se consideró algunas actividades de manejo practicado en ella. Se determinaron algunos índices productivos, la inversión inicial en medios fijos, los gastos por componentes, los ingresos y la rentabilidad entre otras. Los resultados indican que las fincas ubicadas en la zona de Tipitapa presentan ventajas comparativas en cuanto a la calidad de los suelos, facilidad de tecnificación, acceso al mercado, adquisición de insumos a más bajos precios Etc., dentro de las fincas evaluadas la tierra represento la mayor inversión de capital en medios fijos (53.58%), para las fincas de "Muy Muy" y 38% para la finca tres. Los mayores gastos correspondieron al componente mano de obra en las tres fincas, mientras que lo efectuado en alimentación en la finca uno y dos (10%) reflejan la baja suplementación en relación a la finca tres (40%) el que constituyó en esta un gasto constante. Respecto a los costos fijos y variables, la finca uno fue la que presentó los costos fijos más altos (76.29%); y la finca tres los costos variables (39.50%). El costo de producción de un litro de leche resultó superior al precio de venta del mismo en las tres fincas, al considerar dentro de los costos el interés de capital (Método A), el precio de venta fue C$1.25, C$1.15 y C$1,50 y el costo de producción de C$1.44, C$1.16 y C$1. 72. Al excluir dicho interés (Método B) el costo de producción fue de C$1.09, C$0.86 y C$1.42. Los mayores ingresos fueron aportados por el subsistema leche en las tres fincas, por concepto de venta de leche fluida y animales propios de esta actividad (85.40%, 98.12% y 67.24%). Al establecer relación entre los ingresos totales, costos totales y la inversión se encontró que las fincas 1 y 3 operaron con pérdidas determinándose entonces que las actividades no fueron rentables (-7.283%) y (-12.663%) durante este período, mientras que la finca 2 presentó una rentabilidad de (4.4%). Se identificaron algunas limitantes que al final repercuten en la actividad económica de las fincas sobresaliendo entre otros: Los bajos precios por la venta de los productos, los altos costos de los insumos, falta de conservación de pastos en la época seca, asistencia técnica irregular, la no utilización de registros, entre otras. Sólo con el incremento del volumen de la producción y superando la mayoría de las limitantes es que se logrará que las fincas amplíen sus beneficios, cubran sus costos y logren operar sin pérdidas.

Efecto de la dosis y el momento de aplicación del nitrógeno sobre la producción y calidad de semilla de pasto gamba (Andropogon gayanus Kunth)

El presente trabajo tuvo como objetivo, evaluar en términos biológicos y económicos, el efecto de la dosis y el momento de aplicación de nitrógeno, sobre la producción y calidad de semillas de Androppgon gayanus CIAT 621. El estudio se llevó a cabo en la finca "Santa Rosa", ubicada al Oeste de la ciudad de Managua. El análisis de calidad de semilla se realizó empleándose la metodología utilizada por el CIAT, para el análisis de calidad de semillas brozosas. Se utilizó un diseño de bloques completos al azar, para un arreglo bifactorial de cuatro dosis y tres momentos de aplicación de nitrógeno. Se incluyó un tratamiento testigo, sin fertilización, para un total de 13 tratamientos y tres repeticiones por tratamiento. Los resultados evidencian que las dosis de nitrógeno y los momentos de aplicación, tuvieron efecto estadísticamente significativo (P<0.01) sobre el Número de Tallos Reproductivos Totales por Hectárea y el rendimiento de semilla Cruda por Hectárea. El incremento en el rendimiento de Semilla Cruda por Hectárea, estuvo asociado con el incremento del Número de Tallos Reproductivos Totales por Hectárea (r=.82) (P0.05), respecto de la dosis de 75 kg N/ha, aplicados a los 20 días después del corte de uniformidad (55.31%). Para el porcentaje de Germinación, el valor más alto resultó cuando se aplicaron 100 kg N/ha, a los 40 días después del corte de uniformidad (46%), presentando diferencias no significativas (P>0.05), con la dosis de 25 kg N/ha, aplicados a los 40 días después del corte de uniformidad (45%). El Valor Cultural presentó una tendencia similar a las dos variables anteriores, (Semilla Pura y Germinación).Este resultado se debió a que el Valor Cultural es un índice compuesto producto de ambas variables. Su mayor valor se obtuvo con la dosis de 25 kg N/ha, aplicados a los 40 días después del corte de uniformidad (25%), siendo estadísticamente igual (P>0.05), cuando se aplicaron 75 kg N/ha, 20 días después del corte de uniformidad (23.78%).Este comportamiento irregular, en el efecto del nitrógeno sobre los parámetros de calidad de la semilla (Semilla Pura, Germinación y Valor Cultural), coincide con lo reportado por Ferguson (1991), quien afirma que los efectos del nitrógeno en la calidad de la semilla son variables, pero normalmente no tiene efecto. Otros autores; Cameron y Mullaly (1969) y Grof (1969), citados por Humphreys (1975}, reportan que no encontraron una relación consistente entre la calidad de la semilla y el nivel de nitrógeno, en la producción de semilla de pastos tropicales. De todos los tratamientos evaluados, el mayor beneficio monetario se obtuvo con la dosis de 75 kg N/ha aplicados a los 40 días después del corte de uniformidad (US $ 1,111.10/ha). No obstante, la dosis de 25 kg N/ha aplicados a los 40 días después del corte de uniformidad fue el tratamiento con el que se obtuvo el mayor margen de ingreso bruto (96.5% del ingreso total), en comparación con el resto de tratamientos en que se aplicó nitrógeno.