Self-gravity at the scale of the polar cell

We present the exact calculus of the gravitational potential and acceleration along the symmetry axis of a plane, homogeneous, polar cell as a function of mean radius a, radial extension e, and opening angle f. Accurate approximations are derived in the limit of high numerical resolution at the geometrical mean of the inner and outer radii (a key-position in current FFT-based Poisson solvers). Our results are the full extension of the approximate formula given in the textbook of Binney & Tremaine to all resolutions. We also clarify definitely the question about the existence (or not) of self-forces in polar cells. We find that there is always a self-force at radius except if the shape factor a.f/e reaches ~ 3.531, asymptotically. Such cells are therefore well suited to build a polar mesh for high resolution simulations of self-gravitating media in two dimensions. A by-product of this study is a newly discovered indefinite integral involving complete elliptic integral of the first kind over modulus.Comment: 4 pages, 4 figures, A&A accepte

C72: gaudiene, a hollow and aromatic all-carbon molecule

Peer reviewe

Fast stray field computation on tensor grids

A direct integration algorithm is described to compute the magnetostatic field and energy for given magnetization distributions on not necessarily uniform tensor grids. We use an analytically-based tensor approximation approach for function-related tensors, which reduces calculations to multilinear algebra operations. The algorithm scales with N^(4/3) for N computational cells used and with N^(2/3) (sublinear) when magnetization is given in canonical tensor format. In the final section we confirm our theoretical results concerning computing times and accuracy by means of numerical examples.Comment: 16 pages, 1 figure, submitted to the Journal of Computational Physic

The grid-based fast multipole method - a massively parallel numerical scheme for calculating two-electron interaction energies

Algorithms and working expressions for a grid-based fast multipole method (GB-FMM) have been developed and implemented. The computational domain is divided into cubic subdomains, organized in a hierarchical tree. The contribution to the electrostatic interaction energies from pairs of neighboring subdomains is computed using numerical integration, whereas the contributions from further apart subdomains are obtained using multipole expansions. The multipole moments of the subdomains are obtained by numerical integration. Linear scaling is achieved by translating and summing the multipoles according to the tree structure, such that each subdomain interacts with a number of subdomains that are almost independent of the size of the system. To compute electrostatic interaction energies of neighboring subdomains, we employ an algorithm which performs efficiently on general purpose graphics processing units (GPGPU). Calculations using one CPU for the FMM part and 20 GPGPUs consisting of tens of thousands of execution threads for the numerical integration algorithm show the scalability and parallel performance of the scheme. For calculations on systems consisting of Gaussian functions (alpha = 1) distributed as fullerenes from C-20 to C-720, the total computation time and relative accuracy (ppb) are independent of the system size.Peer reviewe

Suburban retrofitting : en användbar strategi för svenska stadsplanerare?

There is an on-going generational shift related to car culture, occurring in the developed world. After decades of increased driving, a decline can now be seen in twenty of the developed countries. Moreover, one out of five regional shopping malls in America is either dead or likely to fail within the next five years. This has given rise to a new urban planning strategy called “suburban retrofitting”. The strategy mainly concerns redevelopment of suburban areas; involving densification of the area’s built environment, a diversification of functions and improved public transportation to the area. The most common mode of public transportation used within suburban retrofitting is light rail. Most suburban retrofitting projects to date have been carried out on sites of dead shopping malls, and the literature focused on suburban retrofitting is, so far, mainly focused on American conditions. Thus the purpose of the thesis is to relate the theories about suburban retrofitting to the Swedish urban planning context, to see if these theories are useful and relevant for Swedish urban planners and policymakers. This question is highly dependent on whether these strategies can be considered to contribute to sustainable development. A case study is carried out about the redevelopment of a commercial area called Kungens Kurva, in Huddinge, south of Stockholm. The area will be denser, take on a city like character and be supplied with public transport. However, some important aspects of this project differ from the theories about suburban retrofitting: no housing is planned, substantial space for parking remains and shopping will still be the dominant activity in the area. The preconditions for suburban retrofitting differs greatly between Sweden and the U.S. Thus, the subjects for suburban retrofitting in Sweden might currently rather be the “million program” suburbs than commercial areas at the urban fringe. One of the reasons for this is that, in Sweden, commercial areas at the urban fringe are often still doing economically well. Which means that the preconditions for fundamentally changing the character of these areas – by introducing housing and diversifying the functions in the area – simply is not good enough. Other factors that make a radical transformation of commercial areas difficult are the strong regulations concerning noise and pollution. It is particularly the regulations concerning housing that make suburban retrofitting projects adjacent to highways problematic in Sweden. As for introducing a light rail system to the area, it is only a rational choice for the Swedish cities that already has such a system. The subway system has proven to be far more effective in diverting car trips to locations at the urban fringe. Therefore it might be a better choice for suburban retrofitting projects in Stockholm.Det pågår för närvarande ett generationsskifte vad gäller bilkulturen, både i Sverige och i hela den industrialiserade världen. Efter decennier av ökande bilkörning kan man nu se en nedgång i tjugo av de utvecklade länderna. Dessutom har ett av fem externhandelsområden i USA redan lagts ned, eller är sannolikt att bli nedlagt inom de närmaste fem åren. Detta har gett upphov till en ny strategi inom stadsplanering som kallas för ”Suburban retrofitting”, eller ”förtortsomvandling”. Strategin syftar till att omvandla förortsmiljöer och innebär förtätning av den byggda miljön, en diversifiering av områdets funktioner och förbättrad kollektivtrafik till området. I förortsomvandlingsprojekt är den vanligaste typen av kollektivtrafik spårvägssystem. De flesta genomförda förortsomvandlingsprojekt har avsett nedlagda köpcentrum och den litteratur som berör ämnet är i huvudsak fokuserad på Amerikanska förhållanden. Syftet med examensarbetet är att relatera teorier om förortsomvandling till svensk stadsplanering för att se om dessa teorier är användbara och relevanta för svenska stadsplanerare och beslutsfattare. Vilket är en fråga som i sin tur är starkt beroende av huruvida dessa strategier kan anses bidra till en hållbar utveckling. I detta examensarbete genomförs en fallstudie som berör omvandlingen av externhandelsområdet Kungens Kurva, beläget söder om Stockholm. Området planeras att bli tätare, få en kvartersstruktur och förses med kollektivtrafik. Dock skiljer sig projektet från de teorier som finns i litteraturen om förortsomvandling i flera viktiga avseenden. Inga bostäder är planerade, bilen står fortfarande i centrum och shopping kommer fortfarande att vara den dominerande aktiviteten i området. Några av de viktigaste slutsatserna i examensarbetet är att förutsättningarna för förortsomvandling skiljer sig kraftigt mellan Sverige och USA. Framförallt är de ekonomiska förhållandena för externhandelsområden i Sverige fortfarande relativt bra. Dessutom har Sverige starka regleringar vad gäller partikelhalter och buller, vilket kan göra omvandlingsprojekt nära motorvägar svåra att genomföra. Särskilt om de avser bostäder, vilka är en nödvändig del av ett förortsomvandlingsprojekt om det ska anses bidra till en hållbar stadsutveckling. Vad gäller frågan om att införa spårvägsförbindelser till förortsmiljöer under omvandling är detta endast ett rationellt val om man redan har ett spårvägssystem, eller saknar spårbunden kollektivtrafik överhuvudtaget. I det fall man har ett tunnelbanesystem, som i Stockholm, är det sannolikt mer miljömässigt hållbart att utnyttja detta än att bygga spårväg. Det beror på att tunnelbanesystem är betydligt mer konkurrenskraftigt gentemot bilen avseende resor till perifera mål, eftersom tunnelbanetrafiken är separerad från andra trafikslag och därmed får en högre medelhastighet

Suburban retrofitting : en användbar strategi för svenska stadsplanerare?

There is an on-going generational shift related to car culture, occurring in the developed world. After decades of increased driving, a decline can now be seen in twenty of the developed countries. Moreover, one out of five regional shopping malls in America is either dead or likely to fail within the next five years. This has given rise to a new urban planning strategy called “suburban retrofitting”. The strategy mainly concerns redevelopment of suburban areas; involving densification of the area’s built environment, a diversification of functions and improved public transportation to the area. The most common mode of public transportation used within suburban retrofitting is light rail. Most suburban retrofitting projects to date have been carried out on sites of dead shopping malls, and the literature focused on suburban retrofitting is, so far, mainly focused on American conditions. Thus the purpose of the thesis is to relate the theories about suburban retrofitting to the Swedish urban planning context, to see if these theories are useful and relevant for Swedish urban planners and policymakers. This question is highly dependent on whether these strategies can be considered to contribute to sustainable development. A case study is carried out about the redevelopment of a commercial area called Kungens Kurva, in Huddinge, south of Stockholm. The area will be denser, take on a city like character and be supplied with public transport. However, some important aspects of this project differ from the theories about suburban retrofitting: no housing is planned, substantial space for parking remains and shopping will still be the dominant activity in the area. The preconditions for suburban retrofitting differs greatly between Sweden and the U.S. Thus, the subjects for suburban retrofitting in Sweden might currently rather be the “million program” suburbs than commercial areas at the urban fringe. One of the reasons for this is that, in Sweden, commercial areas at the urban fringe are often still doing economically well. Which means that the preconditions for fundamentally changing the character of these areas – by introducing housing and diversifying the functions in the area – simply is not good enough. Other factors that make a radical transformation of commercial areas difficult are the strong regulations concerning noise and pollution. It is particularly the regulations concerning housing that make suburban retrofitting projects adjacent to highways problematic in Sweden. As for introducing a light rail system to the area, it is only a rational choice for the Swedish cities that already has such a system. The subway system has proven to be far more effective in diverting car trips to locations at the urban fringe. Therefore it might be a better choice for suburban retrofitting projects in Stockholm.Det pågår för närvarande ett generationsskifte vad gäller bilkulturen, både i Sverige och i hela den industrialiserade världen. Efter decennier av ökande bilkörning kan man nu se en nedgång i tjugo av de utvecklade länderna. Dessutom har ett av fem externhandelsområden i USA redan lagts ned, eller är sannolikt att bli nedlagt inom de närmaste fem åren. Detta har gett upphov till en ny strategi inom stadsplanering som kallas för ”Suburban retrofitting”, eller ”förtortsomvandling”. Strategin syftar till att omvandla förortsmiljöer och innebär förtätning av den byggda miljön, en diversifiering av områdets funktioner och förbättrad kollektivtrafik till området. I förortsomvandlingsprojekt är den vanligaste typen av kollektivtrafik spårvägssystem. De flesta genomförda förortsomvandlingsprojekt har avsett nedlagda köpcentrum och den litteratur som berör ämnet är i huvudsak fokuserad på Amerikanska förhållanden. Syftet med examensarbetet är att relatera teorier om förortsomvandling till svensk stadsplanering för att se om dessa teorier är användbara och relevanta för svenska stadsplanerare och beslutsfattare. Vilket är en fråga som i sin tur är starkt beroende av huruvida dessa strategier kan anses bidra till en hållbar utveckling. I detta examensarbete genomförs en fallstudie som berör omvandlingen av externhandelsområdet Kungens Kurva, beläget söder om Stockholm. Området planeras att bli tätare, få en kvartersstruktur och förses med kollektivtrafik. Dock skiljer sig projektet från de teorier som finns i litteraturen om förortsomvandling i flera viktiga avseenden. Inga bostäder är planerade, bilen står fortfarande i centrum och shopping kommer fortfarande att vara den dominerande aktiviteten i området. Några av de viktigaste slutsatserna i examensarbetet är att förutsättningarna för förortsomvandling skiljer sig kraftigt mellan Sverige och USA. Framförallt är de ekonomiska förhållandena för externhandelsområden i Sverige fortfarande relativt bra. Dessutom har Sverige starka regleringar vad gäller partikelhalter och buller, vilket kan göra omvandlingsprojekt nära motorvägar svåra att genomföra. Särskilt om de avser bostäder, vilka är en nödvändig del av ett förortsomvandlingsprojekt om det ska anses bidra till en hållbar stadsutveckling. Vad gäller frågan om att införa spårvägsförbindelser till förortsmiljöer under omvandling är detta endast ett rationellt val om man redan har ett spårvägssystem, eller saknar spårbunden kollektivtrafik överhuvudtaget. I det fall man har ett tunnelbanesystem, som i Stockholm, är det sannolikt mer miljömässigt hållbart att utnyttja detta än att bygga spårväg. Det beror på att tunnelbanesystem är betydligt mer konkurrenskraftigt gentemot bilen avseende resor till perifera mål, eftersom tunnelbanetrafiken är separerad från andra trafikslag och därmed får en högre medelhastighet