Spatial distribution of pores in porous materials [Räumliche Verteilung von Poren in porösen Materialien]

Porous materials have been developed rapidly in recent years and have many particular properties due to their special geometries, such as lightweight, large specific surface area, good energy absorption and high heat-transfer capacity. A commonly used parameter to characterize porous structures is the number of pores per inch (PPI). In this work, PPI is computed in three-dimensional (3D) space rather than in two dimensions, for instance from a two-dimensional image. The studied structures are computer-generated or reconstructed from computed tomography (CT) scan images of real structures. The images segmented by the marker-based watershed algorithm (a part of the pore network model) are also used in this work. All the computations are conducted using the solver Parallel Algorithm for Crystal Evolution in 3D (Pace3D) for counting the number of pores accurately. The algorithm for counting the number of pores is proposed and modified according to the distribution of pores in different cases. This work is divided into three main stages: verifying the counting algorithm with an aligned structure, modifying it for complex structures, and applying it for real structures. The two modified algorithms are also validated by a periodic aligned structure, then two modified algorithms are used in complex structures to reduce the influence of periodic boundaries. The first modified algorithm is a subtraction of computed values and the second modified algorithm is an adjustment of the length of the measuring lines. The relationships between PPI and other important parameters, such as porosity, the total number of pores (Voronoi points) and strut radius, are observed. The effects of the stretching direction and degree of pores on PPI are also studied. The PPI of structures with different stretching factors in one or two directions is shown. In addition, the advantages and disadvantages of the two modified algorithms are also identified. By reconstructing the real structure and computing the PPI of the 3D models, the PPI of the real foams is found to be smaller than the value given by the manufacturer. This difference is particularly evident in the structure with a large PPI. By observing the PPI in different directions, it is possible to find the stretching of pores

Petrogenese von Graniten nach Beginn der Indien-Eurasien-Kollision im südlichen Lhasa-Terrane, Tibet

Die kontinentale Kruste, die für die biologische und geologische Geschichte der Erde von zentraler Bedeutung ist, weist eine andesitische bis dazitische Zusammensetzung auf mit einem vertikalen Aufbau von der mafischen unteren Kruste zur stärker entwickelten, felsischen oberen Kruste. Demnach dokumentieren felsische magmatische Gesteine die Bildung, Differenzierung und Rekonstruktion der kontinentalen Kruste sowie die Wechselwirkung der Kruste mit dem Erdmantel. Diese felsischen Magmen können durch Differenzierung von Primärmagmen durch fraktionierte Kristallisation innerhalb der Kruste oder des obersten Mantels oder durch teilweises Aufschmelzen von früherem Krustengestein entstehen. Für die Entstehung von Rhyolith hat sich in den letzten Jahrzehnten das Mush-Modell etabliert, bei dem allgemein davon ausgegangen wird, dass es sich bei Rhyolith um eine Schmelze handelt, die durch Fraktionierung von intermediären Magmen in der flachen Kruste entstanden ist. Es ist jedoch unklar, ob es sich bei felsischen Plutonen um erstarrte Schmelzen handelt, oder um die Überreste, die bei der Extraktion der entwickelten Schmelze zurückgeblieben sind. Daher ist ein besseres Verständnis der Prozesse erforderlich, die die Entstehung von felsischen plutonischen Gesteine steuern. Darüber hinaus sind adakitische Gesteine als eine Unterart von felsischen Gesteinen von entscheidender Bedeutung für die Entschlüsselung der Entwicklungsprozesse in der Kruste und der Bildung wirtschaftlicher Mineralisierungen, insbesondere der porphyrischen Kupferlagerstätten. Bisherige Studien konzentrierten sich jedoch vor allem auf die Quellen der adakitischen Magmen und ihre tektonische Umgebung, während über die Prozesse der Magmenentwicklung nach der Bildung dieser adakitischen Schmelzen relativ wenig bekannt ist. Der magmatische Gürtel von Gangdese, der in Südtibet am südlichsten Zipfel Eurasiens liegt, wurde von der Subduktion der Neotethys und der anschließenden Kollision von Indien und Eurasien beeinflusst, die zur Bildung des riesigen Gangdese-Batholith führte und somit umfangreiche Möglichkeiten zur Untersuchung der Entstehung felsischer plutonischer Gesteine bietet. In dieser Arbeit sollen verschiedene Phasen des felsischen Magmatismus innerhalb des Gangdese-Batholiths untersucht werden, die sich auf den Beginn der Indien-Eurasien-Kollision zurückdatieren lassen und sich im Wesentlichen in den kalkalkalischen Magmatismus des Paläozän bis Eozän und den adakitischen Magmatismus des späten Eozän bis Miozän gliedern. Damit soll unser allgemeines Verständnis erstens der transkrustalen magmatischen Prozesse, die zur Bildung felsischer plutonischer Gesteine führen, und zweitens des Ursprungs, der geodynamischen Mechanismen und der Mineralisierung von adakitischen Gesteinen verbessert werden. Um den paläozänen bis eozänen kalkalkalischen Magmatismus zu erforschen, untersuchten wir den ca. 50 Millionen Jahre (Ma) alten granitischen Pluton von Nyemo, der eine einzigartige geschichtete Zusammensetzung von mittleren bis hohen SiO2-Gehalten aufweist. Außerdem zeigt er einen Übergang von gleichkörnigen und porphyrischen Texturen an der Basis zu miarolitischen Texturen in der Dachzone und bietet somit eine einzigartige Gelegenheit, die Koexistenz von extrahierten Schmelzen und komplementären felsischen Kumulaten in einem der vollständigsten transkrustalen felsischen magmatischen Systeme der Erde zu belegen. Die einheitlichen Hf-Isotopenzusammensetzungen von Zirkon dieser Intrusivgesteine lassen auf eine gemeinsame, nicht-radiogene Magmenquelle mit Krustenassimilation in der tiefen Kruste schließen. Miarolit- und Rapakivi-Granite mit hohem SiO2-Gehalt weisen stark verarmte Ba-, Sr- und Eu-Gehalte und extrem niedrige Zirkon-Eu/Eu*- und -Dy/Yb-Verhältnisse auf, während der Monzogranit durch relativ angereicherte Ba- und Sr-Gehalte, niedrige Eu-Anomalien und hohe Zirkon-Eu/Eu*- und Dy/Yb-Verhältnisse gekennzeichnet ist. Wir argumentieren, dass die SiO2-reichen Granite hoch fraktionierte Schmelzen darstellen, die aus einem Kristallbrei-Reservoir gewonnen wurde, und dass der Monzogranit die komplementären restlichen felsischen Kumulate darstellt. Die zusammengetragenen geochronologischen und geochemischen Daten des adakitischen Magmatismus des späten Eozäns bis Miozäns im südlichen Lhasa-Subterrane liefern Beweise für die Identifizierung von zwei Phasen des adakitischen Magmatismus nach Einsetzen der Kollision (ca. 38-25 Ma und ca. 20-10 Ma), die Unterschiede in der Fraktionierung zwischen leichten und mittleren seltenen Erdelementen (REE) aufweisen. Die untersuchten adakitischen Monzogranite (ca. 30 Ma) und Granodiorite (ca. 15 Ma) von den Standorten Gyaca und Nyemo weisen alle einheitliche chemische Signaturen auf, wie z.B. geringfügige Eu-Anomalien, niedrige MgO- und schwere REE-Konzentrationen sowie niedrige Gehalte an kompatiblen Elementen. Das deutet darauf hin, dass diese Gesteine aus dem partiellen Aufschmelzen von verdickter unterer Kruste mit Resten von Eklogit und Granatamphibolit stammen. Darüber hinaus sind diese Gesteine durch variable positive εHf(t)-Werte von Zirkon gekennzeichnet, was auf eine juvenile Magmaquelle mit variierenden Anteilen alter Kruste hindeutet. Wir vermuten außerdem, dass die adakitischen Gesteine der frühen Phase durch die Anatexis der unteren Kruste des Lhasa-Terranes infolge der Krustenverkürzung und -verdickung nach dem Beginn der Indien-Eurasien-Kollision und des Auftriebs der heißen Asthenosphäre unter dem Lhasa-Terran durch den Abbruch der ozeanischen Platte der Neotethys entstanden sind, während die adakitischen Gesteine der späten Phase auf das Aufsteigen der Asthenosphäre nach der Delamination und/oder dem Abbruch der subduzierenden indischen Kontinentalplatte zurückzuführen sind. Um einen Einblick in die Entwicklung des adakitischen Magmas und die damit verbundenen wirtschaftlichen Mineralisierungsprozesse zu gewinnen, präsentieren wir die in situ-Spurenelementzusammensetzung von Zirkon der adakitischen Gesteine aus Nyemo aus dem Oligozän-Miozän in Kombination mit früheren geochemischen Gesamtgesteinsdaten. Systematische Variationen in der Spurenelementzusammensetzung von Zirkon belegen die fraktionierte Kristallisation bestimmter Minerale (z.B. Titanit, Magnetit) im Monzogranit und die Gleichgewichtskristallisation im Granodiorit. Dies wird auch durch thermodynamische Modellierungen bestätigt, die ergaben, dass die monzogranitischen und granodioritischen Magmen geringfügige fraktionierte Kristallisation (Schmelzanteil bis zu ~70 %) bzw. Gleichgewichtskristallisation durchliefen. Die progressiv verringerte Sauerstofffugazität während der Magnetitfraktionierung in den monzogranitischen Magmen führte zur Absonderung von Sulfiden, die der Schmelze Schwefel und chalcophile Elemente wie Ni und Cu entzogen. Daraus schließen wir, dass die Magnetitfraktionierung in der flachen bis mittelkontinentalen Kruste zur geringen Cu-Fertilität der Magmen beitragen kann, die einige der Cu-armen adakitischen Gesteine nach der Kollision im magmatischen Gürtel von Gangdese bilden

CyberLiveApp: a secure sharing and migration approach for live virtual desktop applications in a cloud environment

In recent years we have witnessed the rapid advent of cloud computing, in which the remote software is delivered as a service and accessed by users using a thin client over the Internet. In particular, the traditional desktop application can execute in the remote virtual machines without re-architecture providing a personal desktop experience to users through remote display technologies. However, existing cloud desktop applications mainly achieve isolation environments using virtual machines (VMs), which cannot adequately support application-oriented collaborations between multiple users and VMs. In this paper, we propose a flexible collaboration approach, named CyberLiveApp, to enable live virtual desktop applications sharing based on a cloud and virtualization infrastructure. The CyberLiveApp supports secure application sharing and on-demand migration among multiple users or equipment. To support VM desktop sharing among multiple users, a secure access mechanism is developed to distinguish view privileges allowing window operation events to be tracked to compute hidden window areas in real time. A proxy-based window filtering mechanism is also proposed to deliver desktops to different users. To support application sharing and migration between VMs, we use the presentation streaming redirection mechanism and VM cloning service. These approaches have been preliminary evaluated on an extended MetaVNC. Results of evaluations have verified that these approaches are effective and useful

Approximability of the Eight-Vertex Model

We initiate a study of the classification of approximation complexity of the eight-vertex model defined over 4-regular graphs. The eight-vertex model, together with its special case the six-vertex model, is one of the most extensively studied models in statistical physics, and can be stated as a problem of counting weighted orientations in graph theory. Our result concerns the approximability of the partition function on all 4-regular graphs, classified according to the parameters of the model. Our complexity results conform to the phase transition phenomenon from physics. We introduce a quantum decomposition of the eight-vertex model and prove a set of closure properties in various regions of the parameter space. Furthermore, we show that there are extra closure properties on 4-regular planar graphs. These regions of the parameter space are concordant with the phase transition threshold. Using these closure properties, we derive polynomial time approximation algorithms via Markov chain Monte Carlo. We also show that the eight-vertex model is NP-hard to approximate on the other side of the phase transition threshold

Chiral Anomaly Beyond Fermionic Paradigm

Two-dimensional magnets have manifested themselves as promising candidates for quantum devices. We here report that the edge and strain effects during the device fabrication with two-dimensional honeycomb ferromagnets such as CrX$_3$ (X=Cl, I, Br) and CrXTe$_3$ (X=Si, Ge) can be characterized by a (1+1)-dimensional magnon chiral anomaly beyond the fermionic paradigm. In the presence of zigzag edges, a pair of chiral bulk-edge magnon bands appear and cause an imbalance of left- and right-chirality magnons when subjected to nonuniform temperature or magnetic fields. In the presence of a uniaxial strain, the bulk Dirac magnons are broken into chiral magnon pseudo-Landau levels, resulting in a magnon chiral anomaly observable through a negative strain-resistivity of the magnetic dipole and heat. Our work demonstrates a chiral anomaly with (quasi)particles obeying non-fermionic statistics and will be instructive in understanding anomalous magnon transport.Comment: 4.5 pages, 4 figure

Adaptive Policy Learning to Additional Tasks

This paper develops a policy learning method for tuning a pre-trained policy to adapt to additional tasks without altering the original task. A method named Adaptive Policy Gradient (APG) is proposed in this paper, which combines Bellman's principle of optimality with the policy gradient approach to improve the convergence rate. This paper provides theoretical analysis which guarantees the convergence rate and sample complexity of $\mathcal{O}(1/T)$ and $\mathcal{O}(1/\epsilon)$, respectively, where $T$ denotes the number of iterations and $\epsilon$ denotes the accuracy of the resulting stationary policy. Furthermore, several challenging numerical simulations, including cartpole, lunar lander, and robot arm, are provided to show that APG obtains similar performance compared to existing deterministic policy gradient methods while utilizing much less data and converging at a faster rate

TransY-Net:Learning Fully Transformer Networks for Change Detection of Remote Sensing Images

In the remote sensing field, Change Detection (CD) aims to identify and localize the changed regions from dual-phase images over the same places. Recently, it has achieved great progress with the advances of deep learning. However, current methods generally deliver incomplete CD regions and irregular CD boundaries due to the limited representation ability of the extracted visual features. To relieve these issues, in this work we propose a novel Transformer-based learning framework named TransY-Net for remote sensing image CD, which improves the feature extraction from a global view and combines multi-level visual features in a pyramid manner. More specifically, the proposed framework first utilizes the advantages of Transformers in long-range dependency modeling. It can help to learn more discriminative global-level features and obtain complete CD regions. Then, we introduce a novel pyramid structure to aggregate multi-level visual features from Transformers for feature enhancement. The pyramid structure grafted with a Progressive Attention Module (PAM) can improve the feature representation ability with additional inter-dependencies through spatial and channel attentions. Finally, to better train the whole framework, we utilize the deeply-supervised learning with multiple boundary-aware loss functions. Extensive experiments demonstrate that our proposed method achieves a new state-of-the-art performance on four optical and two SAR image CD benchmarks. The source code is released at https://github.com/Drchip61/TransYNet.Comment: This work is accepted by TGRS2023. It is an extension of our ACCV2022 paper and arXiv:2210.0075