Approximate Dirichlet boundary conditions in time-evolving physical domains

In many coupled fluid-structure problems of practical interest the domain of at least one of the problems evolves in time. The most often applied approach to deal with such motion in numerical methods is the use of the Arbitrary Eulerian-Lagrangian (ALE) framework. However, the use of a pure fixed-mesh could allow us to get rid of choosing the arbitrary mesh velocity and is often more adapted for fluid motion. Nevertheless, several other problems arise from such a strategy when applied to the finite element method (FEM), especially regarding the application of Dirichlet boundary conditions (BCs). The usual strategy to prescribe Dirichlet BCs in FEM is to define the boundary of the domain by placing nodes and facets on it, which allows us to strongly impose the condition by defining the unknown as such in the given nodes. However, it is quite straightforward to see that if a fixed-mesh strategy is to be used on, for example, a solid moving domain inside a fluid, non-matching or non-conforming grids will appear at every time step of calculation. In this cases, the boundary geometry intersects the boundary cells in an arbitrary way. To solve such a problem several techniques have been developed, such as the immersed boundary method, the penalty method, Nitsche’s method, the use of Lagrange multipliers and other techniques that combine several of these strategies. These methods impose the BCs in an approximate way once the discretization has been carried out, either by modifying the differential operators near the interface (in finite differences) or by modifying the unknowns near the interface. In this work we describe such numerical techniques for approximating Dirichlet BCs for the transient incompressible Navier-Stokes (N-S) equations. Some of these techniques have been programmed on FEMUSS (Finite Element Method Using Subscale Stabilitzation), one of the multiphysics Fortran code used at the International Centre for Numerical Methods in Engineering (CIMNE) and we applied them to study the flow of fluids around time-evolving prescribed solids

All-optical radiofrequency modulation of Anderson-localized modes

All-optical modulation of light relies on exploiting intrinsic material nonlinearities. However, this optical control is rather challenging due to the weak dependence of the refractive index and absorption coefficients on the concentration of free carriers in standard semiconductors. To overcome this limitation, resonant structures with high spatial and spectral confinement are carefully designed to enhance the stored electromagnetic energy, thereby requiring lower excitation power to achieve significant nonlinear effects. Small mode-volume and high quality (Q)-factor cavities also offer an efficient coherent control of the light field and the targeted optical properties. Here, we report on optical resonances reaching Q - 10^5 induced by disorder on novel photonic/phononic crystal waveguides. At relatively low excitation powers (below 1 mW), these cavities exhibit nonlinear effects leading to periodic (up to - 35 MHz) oscillations of their resonant wavelength. Our system represents a test-bed to study the interplay between structural complexity and material nonlinearities and their impact on localization phenomena and introduces a novel functionality to the toolset of disordered photonics

La experiencia latinoamericana con pruebas internacionales de aprendizaje : impacto sobre los procesos de mejoramiento de la calidad de la educación y criterios para guiar las decisiones sobre nuevas aplicaciones

La Sección I presenta, sobre la base de la revisión bibliográfica inicial, algunos aspectos del contexto histórico sobre reformas educativas y de desarrollo de sistemas de evaluación dentro del cual se inscribe la participación de muchos países dentro y fuera de la Región en pruebas internacionales de logro académico. La Sección II presenta una descripción inicial de algunas de las pruebas internacionales más importantes en la actualidad y resume sus principales características. En la Sección III se resumen algunos de los beneficios y problemas de la participación en pruebas internacionales más frecuentemente citados por la literatura especializada. El marco teóricoconceptual se presenta en la Sección IV, y en la Sección V se describe la metodología seguida en este estudio. La Sección VI presenta los resultados del trabajo de campo, clasificados por tipo de prueba y organizados de acuerdo al marco conceptual seleccionado. En la Sección VII, en forma de discusión, se plantean algunas generalizaciones sobre la experiencia de participación de países latinoamericanos en pruebas internacionales. En la Sección VIII, por último, se ofrece un conjunto de recomendaciones para orientar las decisiones de los países de la Región sobre futuras participaciones en este tipo de pruebasCIES, PREA

Las pruebas internacionales de aprendizaje en América Latina y su impacto en la calidad de la educación: criterios para guiar futuras aplicaciones

El propósito último de este estudio es el de contribuir a que dicha participación, de resultar recomendable o de alguna manera ineludible, pueda servir para el mejoramiento de la gestión y de los resultados de los procesos educativos. A la vez, confiamos en que las recomendaciones finales de este estudio servirán para minimizar los impactos negativos que dichas actividades pudieran eventualmente acarrear

Comportamiento de voto y nivel de disenso de España en el Consejo de la Unión Europea (2009-2019)

El presente artículo analiza el comportamiento de voto de España y de otros Estados miembros en el Consejo de la UE. La investigación se centra en examinar el nivel de disenso que existe en el voto que los Estados miembros emiten al final del proceso de toma de decisiones. Al mismo tiempo, explora una serie de variables que nos pueden ayudar a entender los principales mecanismos explicativos que existen detrás del comportamiento de voto de los Estados miembros de la UE. El análisis se centra, en particular, en el caso de España y en qué mecanismos hay detrás de su comportamiento de voto. Para poder llevar a cabo este estudio hemos elaborado una base de datos que recoge todas las votaciones que ha habido en el Consejo de Ministros en las dos últimas legislaturas: 2009-2014 y 2014-2019. El análisis sistemático de los datos muestra que el disenso sigue siendo un fenómeno muy raro en el Consejo de la UE, con la excepción del Reino Unido en los años anteriores al Brexit. España muestra un nivel de disenso medio con relación al resto de Estados miembros. Los factores que mejor explican el comportamiento de voto tienen que ver con las interrelaciones económicas entre estados, el tamaño del país, las preferencias de los Estados miembros en las diversas áreas temáticas y, en menor medida, la ideología de los gobiernos de los Estados miembros.Aquest article analitza el comportament de vot d'Espanya i d'altres Estats membres al Consell de la UE. La investigació se centra a examinar el nivell de dissens que hi ha en el vot que els Estats membres emeten al final del procés de presa de decisions. Alhora, explora una sèrie de variables que ens poden ajudar a entendre els principals mecanismes explicatius que hi ha darrere del comportament de vot dels Estats membres de la UE. L'anàlisi se centra, en particular, en el cas d'Espanya i quins mecanismes hi ha darrere del seu comportament de vot. Per poder dur a terme aquest estudi, hem elaborat una base de dades que recull totes les votacions que hi ha hagut al Consell de Ministres en les dues darreres legislatures: 2009-2014 i 2014-2019. L'anàlisi sistemàtica de les dades mostra que el dissens continua sent un fenomen molt rar al Consell de la UE, amb l'excepció del Regne Unit els anys anteriors al Brexit. Espanya mostra un nivell de dissens mitjà en relació amb la resta d'Estats membres. Els factors que millor expliquen el comportament de vot tenen a veure amb les interrelacions econòmiques entre estats, la mida del país, les preferències dels Estats membres a les diverses àrees temàtiques i, en menor mesura, la ideologia dels governs dels Estats membres .This article analyzes the voting behavior of Spain and other Member States in the Council of the EU. The research focuses on examining the level of dissent that exists in the vote that Member states cast at the end of the decision-making process. At the same time, it explores a series of variables that can help us understand the main explanatory mechanisms that exist behind the voting behavior of the EU Member States. The analysis focuses, in particular, on the case of Spain and on what mechanisms are behind its voting behavior. In order to carry out this study, we have developed a database that collects all the votes that have taken place in the Council of Ministers in the last two legislatures: 2009-2014 and 2014-2019. Systematic analysis of the data shows that dissent remains a very rare phenomenon in the Council of the EU, with the exception of the UK, in the years before Brexit. Spain shows a medium level of dissent in relation to the rest of the Member states. The factors that best explain voting behavior have to do with the economic interrelationships between states, the size of the country, the preferences of the Member states in the various thematic areas and, to a lesser extent, the ideology of the governments of the Member states

Quantifying the robustness of topological slow light

Low-dimensional nanostructured materials can guide light propagating with very low group velocity vg. However, this slow light is significantly sensitive to unwanted imperfections in the critical dimensions of the nanostructure. The backscattering mean free path, xi, the average ballistic propagation length along the waveguide, quantifies the robustness of slow light against this type of structural disorder. This figure of merit determines the crossover between acceptable slow-light transmission affected by minimal scattering losses and a strong backscattering-induced destructive interference when xi exceeds the waveguide length L. Here, we calculate the backscattering mean free path for a topological photonic waveguide for a specific and determined amount of disorder and, equally relevant, for a fixed value of the group index ng which is the slowdown factor of the group velocity with respect to the speed of light in vacuum. These two figures of merit, xi and ng, should be taken into account when quantifying the robustness of topological and conventional (non-topological) slow-light transport at the nanoscale. Otherwise, any claim on a better performance of topological guided light over conventional one is not justified

Anderson Photon-Phonon Colocalization in Certain Random Superlattices

Fundamental observations in physics ranging from gravitational wave detection to laser cooling of a nanomechanical oscillator into its quantum ground state rely on the interaction between the optical and the mechanical degrees of freedom. A key parameter to engineer this interaction is the spatial overlap between the two fields, optimized in carefully designed resonators on a case-by-case basis. Disorder is an alternative strategy to confine light and sound at the nanoscale. However, it lacks an a priori mechanism guaranteeing a high degree of colocalization due to the inherently complex nature of the underlying interference processes. Here, we propose a way to address this challenge by using GaAs/AlAs vertical distributed Bragg reflectors with embedded geometrical disorder. Because of a remarkable coincidence in the physical parameters governing light and motion propagation in these two materials, the equations for both longitudinal acoustic waves and normal-incidence light become practically equivalent for excitations of the same wavelength. This guarantees spatial overlap between the electromagnetic and displacement fields of specific photon-phonon pairs, leading to strong light-matter interaction. In particular, a statistical enhancement in the vacuum optomechanical coupling rate, go, is found, making this system a promising candidate to explore Anderson localization of high frequency (∼20 GHz) phonons enabled by cavity optomechanics. The colocalization effect shown here unlocks the access to unexplored localization phenomena and the engineering of light-matter interactions mediated by Anderson-localized states

Las evaluaciones educativas que América Latina necesita

Los autores de este documento son los miembros del Comité Gestor del Grupo de Trabajo sobre Estándares y Evaluación del PREAL.Este documento aborda la importancia, propósitos y usos de las evaluaciones estandarizadas a gran escala de aprendizajes y logros escolares que se vienen realizando en América Latina y el Caribe, entendiendo por evaluación estandarizada a gran escala a aquélla que permite producir información comparable acerca de los desempeños de estudiantes pertenecientes a distintos contextos culturales y regionales e, incluso, a distintos países, y que ofrece un panorama de la situación de un país o de un estado o provincia, aplicando pruebas y otros instrumentos a muestras o a censos de estudiantes. El texto puede ayudar a quienes toman decisiones de política educativa a comprender y analizar diversas opciones existentes en cuanto a los propósitos y usos de los sistemas de evaluación y las implicancias de cada una de ellas, evitando simplismos que puedan generar sistemas mal concebidos y deficientemente implementados y, como consecuencia de ello, efectos perversos para el sistema educativo, malgasto de recursos y descrédito de la evaluación externa entre los docentes. Argumentan los autores que, para que la inversión en evaluación valga la pena, debe tener propósitos claros, una filosofía orientada a construir una visión de responsabilidad compartida en relación a la educación, un diseño técnico de calidad y adecuado a los propósitos, una fuerte orientación a servir de apoyo a los docentes y una clara voluntad política de actuar para resolver los problemas y deficiencias que la evaluación ponga de manifiesto. Asimismo, se requiere invertir tiempo y recursos en construir una unidad técnica competente y un plan de largo plazo

Observation of strong backscattering in valley-Hall photonic topological interface modes

The unique properties of light underpin the visions of photonic quantum technologies, optical interconnects, and a wide range of novel sensors, but a key limiting factor today is losses due to either absorption or backscattering on defects. Recent developments in topological photonics have fostered the vision of backscattering-protected waveguides made from topological interface modes, but, surprisingly, measurements of their propagation losses were so far missing. Here we report on measurements of losses in the slow-light regime of valley-Hall topological waveguides and find no indications of topological protection against backscattering on ubiquitous structural defects. We image the light scattered out from the topological waveguides and find that the propagation losses are due to Anderson localization. Since valley-Hall photonic topological interfaces are currently the only viable contenders for backscattering-protected topological waveguides without absorption or out-of-plane losses, our work raises fundamental questions about the real-world value of topological protection in photonics