Negative diffraction pattern dynamics in nonlinear cavities with left-handed materials

We study a ring cavity filled with a slab of a right-handed material and a slab of a left-handed material. Both layers are assumed to be nonlinear Kerr media. First, we derive a model for the propagation of light in a left-handed material. By constructing a mean-field model, we show that the sign of diffraction can be made either positive or negative in this resonator, depending on the thicknesses of the layers. Subsequently, we demonstrate that the dynamical behavior of the modulation instability is strongly affected by the sign of the diffraction coefficient. Finally, we study the dissipative structures in this resonator and reveal the predominance of a two-dimensional up-switching process over the formation of spatially periodic structures, leading to the truncation of the homogeneous hysteresis cycle.Comment: 8 pages, 5 figure

Groundwater Development in Arid Basins

Summary: Groundwater development frequently provides a means whereby tremendous new economic opportunities are opened up. If supplies are overdrawn (mined) the ensuing regional economy may be able to affort replacements from more costly sources. In the United States the Salt River Valley of Arizona and the valleys of California provide examples. Two cases are treated in this paper, Israel and West Pakistan. In Israel, besides furnishing more than half of the basic source of water suppply, groundwater development provides opportunity for both quantity and quality management, which makes possible use of surface supplies and reclaimed sewage as firm rather than marginal sources. This development will permit the total water resources of this small country, where agricultural production ranks among the world\u27s most efficient, to be utilized effectively down to almost the last drop by the mid 1970\u27s. Israel must then look to desalted water from the sea for further expansion of its overall water supply. In West Pakistan a combination of level terrain and leaky canals since about 1890 led to threatened waterlogging and salinity of more than 25 million acreas of irrigated land, even though supplies were less than half adequate for good productivity. By the 1950\u27s low yields and increasing population threatened starvation. However, initiation of groundwater development, first by the government and later by pricate entreprise, has, since 1960, let to construction of 3,500 governmental tube wells of about 3 cfs capacity and 30,000 private tube wells of slightly less than 1 cfs capacity. Results have been dramatic. Agricultural production and use of fertilizer are rapidly increasing, and opening of well development of pricate enterprise is providing the irrigator with benefits of free competition for his water custom which he did not previously enjoy. Ultimately, besides providing full supplies for an estimated 26 to 30 million acrea, drainage and salinity problems will be mitigated if about 50 million acre-feet are pumped each year from groundwater including about 28 million acre-feet to be mined from a reserve of about 1,900 million acre-feet. With some difficult surface storage development due to terrain, mining may eventually be reduced. Through an eventual technological solution for the continuing overdraft is not now in sight, perhaps an economy may be built which can affort such a solution when the time comes

The Role of Roles: Physical Cooperation between Humans and Robots

Since the strict separation of working spaces of humans and robots has experienced a softening due to recent robotics research achievements, close interaction of humans and robots comes rapidly into reach. In this context, physical human–robot interaction raises a number of questions regarding a desired intuitive robot behavior. The continuous bilateral information and energy exchange requires an appropriate continuous robot feedback. Investigating a cooperative manipulation task, the desired behavior is a combination of an urge to fulfill the task, a smooth instant reactive behavior to human force inputs and an assignment of the task effort to the cooperating agents. In this paper, a formal analysis of human–robot cooperative load transport is presented. Three different possibilities for the assignment of task effort are proposed. Two proposed dynamic role exchange mechanisms adjust the robot’s urge to complete the task based on the human feedback. For comparison, a static role allocation strategy not relying on the human agreement feedback is investigated as well. All three role allocation mechanisms are evaluated in a user study that involves large-scale kinesthetic interaction and full-body human motion. Results show tradeoffs between subjective and objective performance measures stating a clear objective advantage of the proposed dynamic role allocation scheme

Resampling-Methoden zur mse-Korrektur und Anwendungen in der Betriebsfestigkeit

Von sicherheitsrelevanten Bauteilen im Automobilbau verlangt man, dass beim Kunden bis zur Zeit/Strecke q0 höchstens ein Anteil p0 ausgefallen ist. Die Verifikation dieses Quantils geschieht in einer Reihe von Versuchen, bei denen die Bauteile mit einer typischen Kraft zyklisch belastet werden, bis ein gewisses, im Vorfeld festgelegtes, Schadensbild auftritt und die Anzahl Ti der Zyklen („Schwingspiele“) als Lebensdauer notiert wird. Typischerweise ist der Stichprobenumfang N dabei sehr gering (N < 10), während gleichzeitig ein extremes Quantil 0 p0 0, 1 verifiziert werden soll. Verwendet man als Lebensdauerverteilung eine Weibulloder Lognormalverteilung, so tritt in den Quantilschätzern ein deutlicher Bias auf, der beseitigt werden soll. Da es sich hierbei in der Regel um einen positiven Bias handelt, würde man Bauteile als serientauglich einstufen, obwohl sie möglicherweise deutlich unter den Vorgaben liegen. Die Berechnung von Konfidenzintervallen für Quantile geschieht über Delta-Methoden, die ebenfalls schlechte Resultate liefern (in Form einer zu geringen empirischen Signifikanz linksseiter Intervalle). Im Folgenden werden Verallgemeinerungen der Bootstrap- und Jackknife- Biaskorrektur vorgestellt, welche nicht nur versuchen den Bias zu beseitigen, sondern direkt den mittleren quadratischen Fehler des Schätzers weitestgehend zu reduzieren. Simulationsstudien zeigen, dass dies für geringe Stichprobenumfänge gelingt. Außerdem wird untersucht, inwiefern die Methode in Kombination mit der Bootstrap-Quantil-Methode einen verbesserten Intervallschätzer für Quantile liefert. Dabei werden simulierte Daten betrachtet, deren Parameter repräsentativ für Lebensdauerverteilungen von sicherheitsrelevanten Bauteilen sind

The geology of northern Canelo Hills, Santa Cruz County, Arizona

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Water-Resources Investigations Report 79-35

From introduction: Travertine is defined for this paper as a carbonate-mineral deposit dominated by calcium carbonate, formed through the agency of spring water. Thus is includes terms such as tufa, onyx marble, calcareous sinter, and calcareous spring deposits. However, we exclude carbonate deposits in caves, those formed by wave action and other shore processes, and bioherms except as algae may participate in the process of calcium carbonate from spring water

Resampling-Methoden zur mse-Korrektur und Anwendungen in der Betriebsfestigkeit

Von sicherheitsrelevanten Bauteilen im Automobilbau verlangt man, dass beim Kunden bis zur Zeit/Strecke q0 höchstens ein Anteil p0 ausgefallen ist. Die Verifikation dieses Quantils geschieht in einer Reihe von Versuchen, bei denen die Bauteile mit einer typischen Kraft zyklisch belastet werden, bis ein gewisses, im Vorfeld festgelegtes, Schadensbild auftritt und die Anzahl Ti der Zyklen („Schwingspiele“) als Lebensdauer notiert wird. Typischerweise ist der Stichprobenumfang N dabei sehr gering (N < 10), während gleichzeitig ein extremes Quantil 0 p0 0, 1 verifiziert werden soll. Verwendet man als Lebensdauerverteilung eine Weibulloder Lognormalverteilung, so tritt in den Quantilschätzern ein deutlicher Bias auf, der beseitigt werden soll. Da es sich hierbei in der Regel um einen positiven Bias handelt, würde man Bauteile als serientauglich einstufen, obwohl sie möglicherweise deutlich unter den Vorgaben liegen. Die Berechnung von Konfidenzintervallen für Quantile geschieht über Delta-Methoden, die ebenfalls schlechte Resultate liefern (in Form einer zu geringen empirischen Signifikanz linksseiter Intervalle). Im Folgenden werden Verallgemeinerungen der Bootstrap- und Jackknife- Biaskorrektur vorgestellt, welche nicht nur versuchen den Bias zu beseitigen, sondern direkt den mittleren quadratischen Fehler des Schätzers weitestgehend zu reduzieren. Simulationsstudien zeigen, dass dies für geringe Stichprobenumfänge gelingt. Außerdem wird untersucht, inwiefern die Methode in Kombination mit der Bootstrap-Quantil-Methode einen verbesserten Intervallschätzer für Quantile liefert. Dabei werden simulierte Daten betrachtet, deren Parameter repräsentativ für Lebensdauerverteilungen von sicherheitsrelevanten Bauteilen sind