Prediction of the Spectrum of a Digital Delta–Sigma Modulator Followed by a Polynomial Nonlinearity

This paper presents a mathematical analysis of the power spectral density of the output of a nonlinear block driven by a digital delta-sigma modulator. The nonlinearity is a memoryless third-order polynomial with real coefficients. The analysis yields expressions that predict the noise floor caused by the nonlinearity when the input is constant

A DFT study of 5-fluorouracil adsorption on the pure and doped BN nanotubes

Abstract The electronic and adsorption properties of the pristine, Al-, Ga-, and Ge-doped BN nanotubes interacted with 5-fluorouracil molecule (5-FU) were theoretically investigated in the gas phase using the B3LYP density functional theory (DFT) calculations. It was found that the adsorption behavior of 5FU molecule on the pristine (8, 0) and (5, 5) BNNTs are electrostatic in nature. In contrast, the 5FU molecule (O-side) implies strong adsorption on the metal-doped BNNTs. Our results indicate that the Ga-doped presents high sensitivity and strong adsorption with the 5-FU molecule than the Al- and Ge-doped BNNTs. Therefore, it can be introduced as a carrier for drug delivery applications. © 2015 Elsevier Ltd

Solving the conditional and unconditional p-center problem with modified harmony search: A real case study

AbstractIn this paper, we solve the well-known conditional and unconditional p-center problem using a modified harmony search algorithm. This music inspired algorithm is a simple meta-heuristic that was proposed recently for solving combinatorial and large-scale engineering and optimization problems. This algorithm is applicable to both discrete and continuous search spaces. We have tested the present algorithm on ORLIB and TSP test problems and compared the results of the classic harmony search approach to those of the modified harmony search method. We also present some results for other meta-heuristic algorithms including the variable neighborhood search, the Tabu search, and the scatter search. Finally, we utilize this location model to locate bicycle stations in the historic city of Isfahan in Iran

Numerische Berechnung der Strömung, des Druckverlustes und des Wärmeübergangs in rotierenden Kühlkanälen

Kühlmechanismen für Schaufeln von heißgas-führenden Turbinen gewinnen an Bedeutung, da die Prozesstemperatur zur Optimierung des thermischen Wirkungsgrades gesteigert wird. Bei der Konvektionskühlung treten in den Kühlluft führenden Kanälen Rotationseffekte auf, die Wärmeübergang und Druckverlust beeinflussen. In der vorliegenden Arbeit werden Experimente zur Bestimmung des Druckverlusts in Kanälen mit dreieckigem, viereckigem und kreisförmigem Querschnitt mit einem inkompressiblen 3D Navier-Stokes-Verfahren nachgerechnet. Für die Turbulenzmodellierung wird ein Standard k-? Modell verwendet, die Gleichungen werden explizit mit einem 2-Schritt Runge-Kutta-Verfahren gelöst. Die Ergebnisse der Rechnungen werden mit Messdaten verglichen und die Strömung in den Kanälen analysiert. Die Analyse der Strömungen ergibt, dass sich die Sekundärwirbel in Gebieten mit dünnen Grenzschichten aufgrund der hohen lokalen Schubspannungen mit zunehmender Rossby-Zahl weiter zur Druckseite und zur Kanalwand verlagern. Bei ausgebildeter Strömung und bei niedrigen Reynolds-Zahlen wird dieser Effekt schwächer, und die Wirbel zentrieren sich zwischen Saug- und Druckseite. Für den Dreieckkanal ist eine Verlagerung nur für den seitlichen Wirbel zu erkennen, für den anderen Wirbel heben sich die Grenzschichteffekte von Druck- und Saugseite gegenseitig auf. Am Eintritt wird das ruhende Medium zunächst auf der Saugseite beschleunigt, da dort der größere Druckgradient in axialer Richtung herrscht, während auf der Druckseite das axiale Druckgefälle durch Coriolis-Effekte verringert wird. Die Coriolis-Kräfte verlagern den schnellen Strömungskern aus der Mitte des Kanals zur Druckseite. Für den quadratischen und kreisförmigen Querschnitt ergibt sich dabei mit wachsender Rossby-Zahl eine nierenförmige Verformung des Strömungskerns. Dadurch wird eine größere Fläche von schnellem Fluid durchströmt, und bei konstantem Massenstrom sinkt die Maximalgeschwindigkeit. Beim Dreieckkanal können die Sekundärwirbel das langsame Fluid auf der Saugseite nicht erfassen, und der Strömungskern wird nicht deformiert. Geometriebedingt hat die Verlagerung auch eine Verkleinerung der von schnellem Fluid durchströmten Fläche zur Folge, so dass sich die Maximalgeschwindigkeit mit der Rossby-Zahl erhöht. Die berechneten Druckverluste stimmen für alle Kanäle und Rotationsfälle gut mit den experimentellen Daten überein. Mit steigender Rossby-Zahl wachsen die Verluste an, die Abhängigkeit von der Rossby-Zahl wird mit zunehmender Reynolds-Zahl schwächer. Es wird vermutet, dass sich die zusätzlichen Verluste durch Rotationseffekte asymptotisch verhalten. Die Coriolis-Effekte verlagern den schnellen Strömungskern auf die Druckseite, auf der infolgedessen die lokalen Reynolds-Zahlen ansteigen. Die Verluste werden mit Rotation unabhängig von der Querschnittsform auf der Saugseite der Kanäle am größten, während sie sich auf der Druckseite verringern. Im Kreiskanal existiert ein Gebiet lokal niedrigerer Druckverluste in der Mitte der Saugseite, wo die durch die Sekundärwirbel induzierten Geschwindigkeiten sehr klein werden und geringere Verluste produzieren. Mit steigender Rossby-Zahl wird dieses Gebiet größer. Durch denselben Effekt wird der Druckverlust in der Mitte der Druckseite weiter verringert. Die Strömung ist am Austritt der Kanäle noch nicht ausgebildet. Die berechneten Widerstandsbeiwerte ? sind daher für den rotationsfreien Fall größer als nach dem Blasiusschen Widerstandsgesetz. Quantitative Aussagen über das Verlustverhalten von rotierenden Kanälen könnten erlangt werden, wenn die Druckverlustkurven durch Funktionen approximiert und die Funktionsparameter mit Reynolds- und Rossby-Zahl für die verschiedenen Querschnittsformen korreliert würden. Die Integration dieser Funktionen über die jeweilige Kanallänge ergäbe dann die gesuchten Druckverlustkoeffizienten. Für eine solche Vorgehensweise müssten zahlreiche weitere Nachrechnungen durchgeführt werden, um eine verlässliche Datenbasis für die Korrelationen zu erhalten. Aus den vorliegenden Berechnungen lassen sich Druckverlustkoeffizienten für Kanäle bis zu der berechneten Länge durch Integration bestimmen. Für andere als die nachgerechneten Rossby-Zahlen können die Werte in guter Näherung interpoliert werden. Für andere Reynolds-Zahlen ist eine Interpolation fehlerbehaftet, da die Ausbildung der Strömung reynoldszahlabhängig ist. Ebenso ist die Extrapolation für längere Kanäle nicht zulässig. Das Rechenverfahren zeigte gute Konvergenzeigenschaften. Für Rechnungen mit Rotation muss bei Variation der vorgegebenen Drücke zuvor die Dämpfung stark erhöht und dann schrittweise reduziert werden. Zur Berechnung der Temperatur in der Wandnähe wird ein Zweischichtmodell von Kays und Crawford [28] eingesetzt, das sich sehr gut bewährt hat. Die Berechnungen und Vergleiche der Wärmeübergänge für die ebene Platte und in nichtrotierenden Kanälen mit Kreisquerschnitt zeigen eine sehr gute Übereinstimmung. Aus den Rechnungen kann ermittelt werden, dass der Wärmeübergang in rotierenden Kühlkanälen allgemein höher liegt als der im Falle ohne Rotation. Er ist eine Funktion der Rotations- und Reynoldszahl und kann laut experimenteller Ergebnisse von Elfert bis zu 25% ansteigen. Der Strömungslöser zeigte gute Konvergenzeigenschaften. Bei der Einstellung der Mas-senströme über die Vorgabe von Totaldruck am Eintritt und statischem Druck am Austritt in Fällen mit Rotation können Probleme bei zu niedriger Dämpfung 2.Ordnung auftreten. Die durch das Rechengebiet laufenden Pseudodruckwellen induzieren auf der Druckseite nichtphysikalische Wirbel, die die Konvergenz verhindern und auch durch nachträgliches Dämpfen nicht zu eliminieren sind. Hierbei zeigen sich die eckigen Querschnitte anfälliger als das Kreisrohr. Vor Änderung der Randbedingungen müssen daher mit der Dämpfung 2. Ordnung die Rotationseffekte gedämpft werden. Nachdem die Druckwelle das gesamte Rechengebiet durchlaufen hat, wird die Dämpfung schrittweise zurückgenommen. Bei einer auskonvergierten Lösung zum Schluss soll die Dämpfung 2. Ordnung gleich Null und die Dämpfung 4. Ordnung möglichst klein gehalten werden

Fluctuations of the Lyapunov exponent in 2D disordered systems

We report a numerical investigation of the fluctuations of the Lyapunov exponent of a two dimensional non-interacting disordered system. While the ratio of the mean to the variance of the Lyapunov exponent is not constant, as it is in one dimension, its variation is consistent with the single parameter scaling hypothesis

Investigating the challenges of biodiversity management of Sefidkuh Khoramabad protected area by using the Delphi method

The main source of economic and agricultural development of all countries is natural resources. The dependency of local communities on natural resources and protected areas, and the excessive exploitation of forests and pastures and wildlife, has led to the destruction and degradation of biodiversity. The basis of managing protected areas in Iran is based on protection, research, training and entertaining, but in reality, protection is only limited to one fifth of these areas, which are safe. There is no management on the surrounding lands (the danger of islandization). Therefore, the purpose of this study is to identify and investigate the challenges of biodiversity management of Sefidkuh Khoramabad Protected Area by using Delphi method. This is a descriptive-analytic study. Thus, after identifying the available biodiversity and field visits and identifying the threats in the region, questionnaires were designed by experts regarding the Likert scale and were given to experts and specialists.The questions were answered by the experts and were analyzed by SPSS Software, the answers were prioritized by regression and descriptive analysis of existing threats and explained its relationship with four research variables (academic degree, familiarity with the region, job and employee of the organization). Then, this priority was organized as a questionnaire, and was given to the expert for final approval and identification of the main threats. Finally, some suggestions and recommendations are given.Keywords: Biodiversity, Challenges, Protected Areas, Sefidkouh, Prioritizatio