Implementación de los métodos de Riks-Wempner, Batoz-Dhatt, Powell-Simons y otros en el programa de elementos finitos F.E.A.P

Los fundamentos teóricos del método de Riks y su utilidad para el paso de puntos límite en el análisis no lineal de estructuras, están actualmente bien establecidos, pero resta aún una importante labor de normalización y divulgación de dicho método en un formato de macroinstrucciones apropiadas, flexible para su aplicación en múltiples variantes, y que permite incluso su fácil transformación en otras técnicas también útiles para el paso de puntos límite.The theoretical fundaments and aplications of the Riks method are today weil stabiished. However a certain task is left in normalizing and divulgating the method. This paper tries to contribute to this task implementing this method in form of a set of "macrostatements" allowing the flexible use of several variants and extensions to other techniques of overcoming limit points.Peer Reviewe

Physical properties of voltage gated pores

Experiments on single ionic channels have contributed to a large extent to our current view on the function of cell membrane. In these experiments the main observables are the physical quantities: ionic concentration, membrane electrostatic potential and ionic uxes, all of them presenting large uctuations. The classical theory of Goldman{Hodking{Katz assumes that an open channel can be well described by a physical pore where ions follow statistical physics. Nevertheless real molecular channels are active pores with open and close dynamical states. By skipping the molecular complexity of real channels, here we present the internal structure and calibration of two active pore models. These models present a minimum set of degrees of freedom, speci cally ion positions and gate states, which follow Langevin equations constructed from a unique potential energy functional and by using standard rules of statistical physics. Numerical simulations of both models are implemented and the results show that they have dynamical properties very close to those observed in experiments of Na and K molecular channels. In particular a signi cant e ect of the external ion concentration on gating dynamics is predicted, which is consistent with previous experimental observations. This approach can be extended to other channel types with more speci c phenomenology

On the Generalized Kramers Problem with Exponential Memory Friction

The time-dependent transmission coefficient for the generalized Kramers problem with exponential memory friction has recently been calculated by Kohen and Tannor [D. Kohen and D. J. Tannor, J. Chem. Phys. Vol. 103, 6013 (1995)] using a procedure based on the method of reactive flux and the phase space distribution function. Their analysis is restricted to the high friction regime or diffusion-limited regime. We recently developed a complementary theory for the low-friction energy-diffusion-limited regime in the Markovian limit [Sancho et al., cond-mat/9806001, to appear in J. Chem. Phys.]. Here we generalize our method to the case of an exponential dissipative memory kernel. We test our results, as well as those of Kohen and Tannor, against numerical simulations

Frequency dynamics of gain-switched injection-locked semiconductor lasers

The frequency dynamics of gain-switched singlemode semiconductor lasers subject to optical injection is investigated. The requirements for low time jitter and reduced frequency chirp operation are studied as a function of the frequency mismatch between the master and slave lasers. Suppression of the power overshoot, typical during gain-switched operation, can be achieved for selected frequency detunings

Modelling of non-uniform corrosion-induced cover cracking in reinforced concrete

Cover cracking and spalling in concrete due to corrosion of reinforcement bars is one of the major concerns for durability of reinforced concrete structures and has been widely researched during recent years. Most approaches to the problem are based on a uniform corrosion and expansion pressure around the rebar. However, corrosion rust tends to accumulate around the steel circumference that faces the concrete cover. From this outer part of the rebar, the corrosion front gradually advances to the inner, which entails a non-uniform expansive pressure around the rebar. The purpose of the study is to simulate the effect of non-uniform rust distribution around the corroded rebar, taking advantage of an embedded cohesive crack finite element. The objective is to develop more realistic models for the estimation of the service life of reinforced concrete structure

Nonequilibrium transitions induced by multiplicative noise

A simple model exhibiting a noise-induced ordering transition (NIOT) and a noise-induced disordering transition (NIDT), in which the noise is purely multiplicative, is presented. Both transitions are found in two dimensions as well as in one dimension. We show analytically and numerically that the critical behavior of these two transitions is described by the so called multiplicative noise (MN) universality class. A computation of the set of critical exponents is presented in both d=1 and d=2

Aplicaciones de la dinámica de Fokker-Planck

El estudio de la dinámica de un sistema físico macroscópico mediante sus ecuaciones microscópicas del movimiento tiene un interés innegable, pero posee también unas limitaciones muy poderosas. En primer lugar no siempre son bien conocidos sus componentes microscópicos ni las ecuaciones dinámicas que éstos obedecen. En segundo lugar, aún conociendo bien los componentes internos del Sistema y sus ecuaciones del movimiento, el numero de éstas es tan elevado (del orden del número de Avogrado) que su tratamiento puede resultar imposible en la práctica. Por úl.timo, el hech.o de que la observación .sea siempre macroscópica nos asegura que bastan pocas variables (llamadas relevantes, “gruesas” o macroscópicas) para dar una buena descripción de las procesos que tienen lugar en esos sitemas. Esta ultima situación ha conducido a postular ecuaciones fenomenológicas del movimiento, para estas variables, basadas en principios físicos muy generales, como pueden ser: la conservación de masa, de la energia, del momento, etc; siendo la mayoria de ellas ecuaciones de continuidad. Estas ecuaciones fenomenológicas consiguieron explicar muchos de los fenómenos obs.ervados, pero quedaba todavía par explicar las fluctuaciones completamente aleatorias que, por otra parte, también eran observadas. Dado el caracter completamente det.erminista de tales ecuaciones fenomenológicas, estaba claro que de ellas no se podía derivar ningun tipo de fenómeno probabilístico, como son las fluctuaciones. Todas estas consideraciones han hecho que en los últimos años haya aumentado considerablemente el interés por explicar los problemas estadísticos referidos al equilibrio y al no equilibrio mediante ecuaciones diferenciales estocásticas para las variables relevantes del problema en estudio. El éxito de la descripción de los sistemas macroscópicos en términos de variables relevantes es debido principalmente a que el número elevado de grados de libertad que se han eliminado, que eran de variación rápida en el tiempo y corta en el espacio, se han tenido en cuenta dejando fluctuar a las variables relevantes. Así pues, en analogía con la idea de Langevin para la dinámica de una partícula browniana la dinámica de estos sistemas más complicados puede ser descrita mediante ecuaciones diferenciales de primer orden en el tiempo del tipo de la ecuación de Langevin en las que una parte es determinista y otra estocástica. Aunque existen otro tipo de descripciones nos limitaremos en este trabajo al estudio de las ecuaciones del tipo de Langevin

Aplicaciones de la dinámica de Fokker-Planck

[spa] El estudio de la dinámica de un sistema físico macroscópico mediante sus ecuaciones microscópicas del movimiento tiene un interés innegable, pero posee también unas limitaciones muy poderosas. En primer lugar no siempre son bien conocidos sus componentes microscópicos ni las ecuaciones dinámicas que éstos obedecen. En segundo lugar, aún conociendo bien los componentes internos del Sistema y sus ecuaciones del movimiento, el numero de éstas es tan elevado (del orden del número de Avogrado) que su tratamiento puede resultar imposible en la práctica. Por úl.timo, el hech.o de que la observación .sea siempre macroscópica nos asegura que bastan pocas variables (llamadas relevantes, “gruesas” o macroscópicas) para dar una buena descripción de las procesos que tienen lugar en esos sitemas. Esta ultima situación ha conducido a postular ecuaciones fenomenológicas del movimiento, para estas variables, basadas en principios físicos muy generales, como pueden ser: la conservación de masa, de la energia, del momento, etc; siendo la mayoria de ellas ecuaciones de continuidad. Estas ecuaciones fenomenológicas consiguieron explicar muchos de los fenómenos obs.ervados, pero quedaba todavía par explicar las fluctuaciones completamente aleatorias que, por otra parte, también eran observadas. Dado el caracter completamente det.erminista de tales ecuaciones fenomenológicas, estaba claro que de ellas no se podía derivar ningun tipo de fenómeno probabilístico, como son las fluctuaciones. Todas estas consideraciones han hecho que en los últimos años haya aumentado considerablemente el interés por explicar los problemas estadísticos referidos al equilibrio y al no equilibrio mediante ecuaciones diferenciales estocásticas para las variables relevantes del problema en estudio. El éxito de la descripción de los sistemas macroscópicos en términos de variables relevantes es debido principalmente a que el número elevado de grados de libertad que se han eliminado, que eran de variación rápida en el tiempo y corta en el espacio, se han tenido en cuenta dejando fluctuar a las variables relevantes. Así pues, en analogía con la idea de Langevin para la dinámica de una partícula browniana la dinámica de estos sistemas más complicados puede ser descrita mediante ecuaciones diferenciales de primer orden en el tiempo del tipo de la ecuación de Langevin en las que una parte es determinista y otra estocástica. Aunque existen otro tipo de descripciones nos limitaremos en este trabajo al estudio de las ecuaciones del tipo de Langevin