Typomorphic characteristics of apatite morphology of carbonate-bearing variations of complex ores in the context of Kovdor deposit

Purpose. A comprehensive analysis of apatite morphology in carbonate-bearing variations of complex ores in the context of Kovdor deposit as an important typomorphic characteristic of a mineral being of high genetic and applied informativeness. Methods. The research relies upon ontogenetic approach to analyze typomorphic characteristics of the apatite deposit. Possibilities of both traditional and raster electronic microscopy have been used. Elements of internal morphology were studied using structural etching and compounds with immersion liquid. Typomineralogical observations have helped record peculiarities of spatial variability of the morphological characters. Findings. The development of an oblong ellipsoidal grain patterns with 0.16 – 0.20 mm prevailing size is the key morphological characteristic of the majority of apatite individua within carbonate-bearing ores. Internal morphology (i.e. anatomical representation) is characterized by the pronounced block structure. Formation of apatite liberation from carbon-bearing groundmass depends upon frontal dissipation of previously developed polyhedral grains of apatite II under the effect of aggressive carbonate fusions-solutions. Surface areas, corresponding to prism planes, experience the most active fuse. Apatite liberation from carbonate ores is characterized by a specific smooth surface in the form of complex combination of flat and riblike face fusion elements. Within the “abnormal” zone of carbonatite core, small apatite individua differ in clear sharp contours, and absolutely even surface of cutting planes which can be explained by gradual intensification of surface defects of the mineral surface as a source of fusion layers at the subsequent carbonization stages. Originality. Morphological features of apatite from Kovdor deposit are characterized by the pronounced typomorphism being the sensitive indicator of evolution of mineral genesis system. It has been identified that formation of apatite typomorphic characteristics depends upon manifestation activity of carbonization within primary ores which achieves its maximum in an “abnormal” zone of carbonatite core. Practical implications. The results are interesting from the viewpoint of prognostic and prospecting informativeness, solving engineering problems, and rational mining and homogenizing of apatite-bearing ores before their delivery to a preparation plant. The information is recommended to be used to optimize prospect and evaluation of comparable objects connected with Ukrainian carbonatite complexes.Мета. Всебічне вивчення морфології апатиту в карбонатвмісних відмінах комплексних руд Ковдорського родовища як важливої типоморфної ознаки мінералу, що володіє високою генетичною та прикладною інформативністю. Методика. Дослідження засновані на онтогенічному підході для вивчення типоморфних якостей апатиту родовища. Використовували можливості традиційної та растрової електронної мікроскопії. Деталі внутрішньої морфології вивчали із застосуванням структурного травлення й препаратів з імерсійною рідиною. Топомінералогічні спостереження дозволили фіксувати особливості просторової мінливості морфологічних ознак. Результати. Найважливішою особливістю морфології більшості індивідів апатиту в карбонатвмісних рудах є розвиток подовженого, еліпсоїдального вигляду зерен із переважаючим класом крупності 0.16 – 0.30 мм. Внутрішня морфологія (анатомічний рисунок) характеризується яскраво вираженою блоковою будовою. Формування виділень апатиту в карбонатному матриксі пов’язано з фронтальним розчиненням раніше утворених поліедрічних зерен апатиту II під впливом агресивних карбонатних розплавів-розчинів. Найбільш активно розчиняються ділянки поверхні, що відповідають “граням” призми. Виділення апатиту в карбонатних рудах характеризуються специфічною згладженою поверхнею у вигляді складного поєднання плоских і ребрових гранних елементів розчинення. У “аномальній” зоні карбонатитового ядра дрібні індивіди апатиту відрізняються чіткими прямолінійними контурами та абсолютно рівною поверхнею площин, які ограняють, що пояснюється поступовим посиленням ролі дефектів поверхні мінералу, як джерела шарів розчинення, на більш пізніх етапах карбонатизаціі. Наукова новизна. Морфологічні ознаки апатиту Ковдорського родовища характеризуються яскраво вираженим типоморфізмом, є чуйним індикатором еволюції системи мінералогенезу. Виявлено, що формування типоморфних якостей апатиту залежить від активності прояву карбонатизаціі в первинних рудах, яка досягає максимального розвитку в “аномальній” зоні карбонатитового ядра. Практична значимість. Результати представляють інтерес з позицій прогнозно-пошукової інформативності, вирішення питань технологічного порядку, а також раціонального відпрацювання та усереднення апатитвмісних руд перед подачею їх на збагачувальну фабрику. Інформацію рекомендується використовувати для оптимізації пошуку й оцінки аналогічних об’єктів, пов’язаних з карбонатитовими комплексами, на території України.Цель. Всестороннее изучение морфологии апатита в карбонатсодержащих разностях комплексных руд Ковдорского месторождения как важного типоморфного признака минерала, обладающего высокой генетической и прикладной информативностью. Методика. Исследования основаны на онтогеническом подходе для изучения типоморфных качеств апатита месторождения. Использовались возможности традиционной и растровой электронной микроскопии. Детали внутренней морфологии изучались с применением структурного травления и препаратов с иммерсионной жид- костью. Топоминералогические наблюдения позволили фиксировать особенности пространственной изменчивости морфологических признаков. Результаты. Важнейшей особенностью морфологии большинства индивидов апатита в карбонатсодержащих рудах является развитие удлиненного, эллипсоидального облика зерен с преобладающим классом крупности 0.16 – 0.30 мм. Внутренняя морфология (анатомический рисунок) характеризуется ярко выраженным блоковым строением. Формирование выделений апатита в карбонатном матриксе связано с фронтальным растворением ранее образованных полиэдрических зерен апатита II под воздействием агрессивных карбонатных расплавов-растворов. Наиболее активно растворяются участки поверхности, соответствующие “граням” призмы. Выделения апатита в карбонатных рудах характеризуются специфической сглаженной поверхностью в виде сложного сочетания плоских и реберных гранных элементов растворения. В “аномальной” зоне карбонатитового ядра мелкие индивиды апатита отличаются четкими прямолинейными контурами и совершенно ровной поверхностью ограняющих плоскостей, что объясняется постепенным усилением роли дефектов поверхности минерала, как источника слоев растворения, на более поздних этапах карбонатизации. Научная новизна. Морфологические признаки апатита Ковдорского месторождения характеризуются ярко выраженным типоморфизмом, являются чутким индикатором эволюции системы минералогенеза. Выявлено, что формирования типоморфных качеств апатита зависит от активности проявления карбонатизации в первичных рудах, которая достигает максимального развития в “аномальной” зоне карбонатитового ядра. Практическая значимость. Результаты представляют интерес с позиций прогнозно-поисковой информативности, решения вопросов технологического порядка, а также рациональной отработки и усреднения апатитсодержащих руд перед подачей их на обогатительную фабрику. Информацию рекомендуется использовать для оптимизации поиска и оценки аналогичных объектов, связанных с карбонатитовыми комплексами, на территории Украины.The authors highly appreciate consultative support provided by Professor B.I. Pirogov both in the process of analytical generalization of the obtained results and while the paper writing

Experimental and Numerical Analysis on TIG Arc Welding of Stainless Steel Using RSM Approach

This study involves the validating of thermal analysis during TIG Arc welding of 1.4418 steel using finite element analyses (FEA) with experimental approaches. 3D heat transfer simulation of 1.4418 stainless steel TIG arc welding is implemented using ABAQUS software (6.14, ABAQUS Inc., Johnston, RI, USA), based on non-uniform Goldak’s Gaussian heat flux distribution, using additional DFLUX subroutine written in the FORTRAN (Formula Translation). The influences of the arc current and welding speed on the heat flux density, weld bead geometry, and temperature distribution at the transverse direction are analyzed by response surface methodology (RSM). Validating numerical simulation with experimental dimensions of weld bead geometry consists of width and depth of penetration with an average of 10% deviation has been performed. Results reveal that the suggested numerical model would be appropriate for the TIG arc welding process. According to the results, as the welding speed increases, the residence time of arc shortens correspondingly, bead width and depth of penetration decrease subsequently, whilst simultaneously, the current has the reverse effect. Finally, multi-objective optimization of the process is applied by Derringer’s desirability technique to achieve the proper weld. The optimum condition is obtained with 2.7 mm/s scanning speed and 120 A current to achieve full penetration weld with minimum fusion zone (FZ) and heat-affected zone (HAZ) width

Spatial transformations of diffusion tensor magnetic resonance images

The authors address the problem of applying spatial transformations (or “image warps”) to diffusion tensor magnetic resonance images. The orientational information that these images contain must be handled appropriately when they are transformed spatially during image registration. The authors present solutions for global transformations of three-dimensional images up to 12-parameter affine complexity and indicate how their methods can be extended for higher order transformations. Several approaches are presented and tested using synthetic data. One method, the preservation of principal direction algorithm, which takes into account shearing, stretching and rigid rotation, is shown to be the most effective. Additional registration experiments are performed on human brain data obtained from a single subject, whose head was imaged in three different orientations within the scanner. All of the authors' methods improve the consistency between registered and target images over naive warping algorithms

A New Approach to Linear/Nonlinear Distributed Fusion Estimation Problem

Disturbance noises are always bounded in a practical system, while fusion estimation is to best utilize multiple sensor data containing noises for the purpose of estimating a quantity--a parameter or process. However, few results are focused on the information fusion estimation problem under bounded noises. In this paper, we study the distributed fusion estimation problem for linear time-varying systems and nonlinear systems with bounded noises, where the addressed noises do not provide any statistical information, and are unknown but bounded. When considering linear time-varying fusion systems with bounded noises, a new local Kalman-like estimator is designed such that the square error of the estimator is bounded as time goes to $\infty$. A novel constructive method is proposed to find an upper bound of fusion estimation error, then a convex optimization problem on the design of an optimal weighting fusion criterion is established in terms of linear matrix inequalities, which can be solved by standard software packages. Furthermore, according to the design method of linear time-varying fusion systems, each local nonlinear estimator is derived for nonlinear systems with bounded noises by using Taylor series expansion, and a corresponding distributed fusion criterion is obtained by solving a convex optimization problem. Finally, target tracking system and localization of a mobile robot are given to show the advantages and effectiveness of the proposed methods.Comment: 9 pages, 3 figure

Single-tree detection in high-density LiDAR data from UAV-based survey

UAV-based LiDAR survey provides very-high-density point clouds, which involve very rich information about forest detailed structure, allowing for detection of individual trees, as well as demanding high computational load. Single-tree detection is of great interest for forest management and ecology purposes, and the task is relatively well solved for forests made of single or largely dominant species, and trees having a very evident pointed shape in the upper part of the canopy (in particular conifers). Most authors proposed methods based totally or partially on search of local maxima in the canopy, which has poor performance for species that have flat or irregular upper canopy, and for mixed forests, especially where taller trees hide smaller ones. Such considerations apply in particular to Mediterranean hardwood forests. In such context, it is imperative to use the whole volume of the point cloud, however keeping computational load tractable. The authors propose the use of a methodology based on modelling the 3D-shape of the tree, which improves performance w.r.t to maxima-based models. A case study, performed on a hazel grove, is provided to document performance improvement on a relatively simple, but significant, case

UAV Optimal Cooperative Obstacle Avoidance and Target Tracking in Dynamic Stochastic Environments

Cette thèse propose une stratégie de contrôle avancée pour guider une flotte d'aéronefs sans pilote (UAV) dans un environnement à la fois stochastique et dynamique. Pour ce faire, un simulateur de vol 3D a été développé avec MATLAB® pour tester les algorithmes de la stratégie de guidage en fonctions de différents scénarios. L'objectif des missions simulées est de s'assurer que chaque UAV intercepte une cible ellipsoïdale mobile tout en évitant une panoplie d'obstacles ellipsoïdaux mobiles détectés en route. Les UAVs situés à l'intérieur des limites de communication peuvent coopérer afin d'améliorer leurs performances au cours de la mission. Le simulateur a été conçu de façon à ce que les UAV soient dotés de capteurs et d'appareils de communication de portée limitée. De plus, chaque UAV possède un pilote automatique qui stabilise l'aéronef en vol et un planificateur de trajectoires qui génère les commandes à envoyer au pilote automatique. Au coeur du planificateur de trajectoires se trouve un contrôleur prédictif à horizon fuyant qui détermine les commandes à envoyer à l'UAV. Ces commandes optimisent un critère de performance assujetti à des contraintes. Le critère de performance est conçu de sorte que les UAV atteignent les objectifs de la mission, alors que les contraintes assurent que les commandes générées adhèrent aux limites de manoeuvrabilité de l'aéronef. La planification de trajectoires pour UAV opérant dans un environnement dynamique et stochastique dépend fortement des déplacements anticipés des objets (obstacle, cible). Un filtre de Kalman étendu est donc utilisé pour prédire les trajectoires les plus probables des objets à partir de leurs états estimés. Des stratégies de poursuite et d'évitement ont aussi été développées en fonction des trajectoires prédites des objets détectés. Pour des raisons de sécurité, la conception de stratégies d'évitement de collision à la fois efficaces et robustes est primordiale au guidage d'UAV. Une nouvelle stratégie d'évitement d'obstacles par approche probabiliste a donc été développée. La méthode cherche à minimiser la probabilité de collision entre l'UAV et tous ses obstacles détectés sur l'horizon de prédiction, tout en s'assurant que, à chaque pas de prédiction, la probabilité de collision entre l'UAV et chacun de ses obstacles détectés ne surpasse pas un seuil prescrit. Des simulations sont présentées au cours de cette thèse pour démontrer l'efficacité des algorithmes proposés

Thermal evaluation of MAG/TIG welding using numerical extension tool

The manufacturing processes involving thermal transitions have been more used in industries nowadays, being the welding one of the most widely used. The requirement to design and predict adverse conditions are fundamental to the development of any mechanical project. As a result, the market needs have motivated the companies to find faster and more effective solutions, being one of a recent tools an ACT (Ansys Customization Toolkit) called “Moving Heat Source”, in which is executed the Gaussian heat source to model welding and laser processes. Based on this, the present work proposes to evaluate the accuracy of that extension implementing a finite element model for the MAG/TIG welding processes in DINCK20 steel and Al6082-T6 aluminium alloy, comparing with one of the first mathematical model proposed by the literature (Rosenthal) and with a recent analytical method of high precision already validated experimentally. The results showed a smaller global error for MAG process (3~10%) when compared to TIG (15~18%) and, the temperatures measured on the surface of the plate presented errors lower than the bottom in both alloys.This research would like to thank the support of the double degree program by the Polytechnic Institute of Bragança and the Federal Center Celso Suckow da Fonseca (CEFET/RJ) as part of the master’s project entitled “Estudo Numérico do Shot-Peening no Alívio de Tensões Residuais em Soldaduras de topo MAG e TIG”. This work has been supported by FCT – Fundação para a Ciência e Tecnologia within the R&D Units Project Scope: CIMO (UIDB/00690/2020).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

101 Dothideomycetes genomes: A test case for predicting lifestyles and emergence of pathogens.

Dothideomycetes is the largest class of kingdom Fungi and comprises an incredible diversity of lifestyles, many of which have evolved multiple times. Plant pathogens represent a major ecological niche of the class Dothideomycetes and they are known to infect most major food crops and feedstocks for biomass and biofuel production. Studying the ecology and evolution of Dothideomycetes has significant implications for our fundamental understanding of fungal evolution, their adaptation to stress and host specificity, and practical implications with regard to the effects of climate change and on the food, feed, and livestock elements of the agro-economy. In this study, we present the first large-scale, whole-genome comparison of 101 Dothideomycetes introducing 55 newly sequenced species. The availability of whole-genome data produced a high-confidence phylogeny leading to reclassification of 25 organisms, provided a clearer picture of the relationships among the various families, and indicated that pathogenicity evolved multiple times within this class. We also identified gene family expansions and contractions across the Dothideomycetes phylogeny linked to ecological niches providing insights into genome evolution and adaptation across this group. Using machine-learning methods we classified fungi into lifestyle classes with >95 % accuracy and identified a small number of gene families that positively correlated with these distinctions. This can become a valuable tool for genome-based prediction of species lifestyle, especially for rarely seen and poorly studied species