Diffusion-jump model for the combined Brownian and Neel relaxation dynamics of ferrofluids in the presence of external fields and flow

Relaxation of suspended magnetic nanoparticles occurs via Brownian rotational diffusion of the particle as well as internal magnetization dynamics. The latter is often modeled by the stochastic Landau-Lifshitz equation, but its numerical treatment becomes prohibitively expensive in many practical applications due to a time-scale separation between fast, Larmor-type precession and slow, barrier-crossing dynamics. Here, a diffusion-jump model is proposed to take advantage of the time-scale separation and to approximate barrier-crossings as thermally activated jump processes that occur alongside rotational diffusion. The predictions of our diffusion-jump model are compared to reference results obtained by solving the stochastic Landau-Lifshitz equation coupled to rotational Brownian motion. Good agreement is found in the regime of high energy barriers where Neel relaxation can be considered a thermally activated rare event. While many works in the field have neglected N\'eel relaxation altogether, our approach opens the possibility to efficiently include Neel relaxation also into interacting many-particle models

Thermal ratchet effects in ferrofluids

Rotational Brownian motion of colloidal magnetic particles in ferrofluids under the influence of an oscillating external magnetic field is investigated. It is shown that for a suitable time dependence of the magnetic field, a noise induced rotation of the ferromagnetic particles due to rectification of thermal fluctuations takes place. Via viscous coupling, the associated angular momentum is transferred from the magnetic nano-particles to the carrier liquid and can then be measured as macroscopic torque on the fluid sample. A thorough theoretical analysis of the effect in terms of symmetry considerations, analytical approximations, and numerical solutions is given which is in accordance with recent experimental findings.Comment: 18 pages, 6 figure

Role of interactions in ferrofluid thermal ratchets

Orientational fluctuations of colloidal particles with magnetic moments may be rectified with the help of external magnetic fields with suitably chosen time dependence. As a result a noise-driven rotation of particles occurs giving rise to a macroscopic torque per volume of the carrier liquid. We investigate the influence of mutual interactions between the particles on this ratchet effect by studying a model system with mean-field interactions. The stochastic dynamics may be described by a nonlinear Fokker-Planck equation for the collective orientation of the particles which we solve approximately by using the effective field method. We determine an interval for the ratio between coupling strength and noise intensity for which a self-sustained rectification of fluctuations becomes possible. The ratchet effect then operates under conditions for which it were impossible in the absence of interactions.Comment: 18 pages, 10 figure

МОДЕЛІ ОЦІНЮВАННЯ ТЕСТОВИХ ЗАВДАНЬ РІЗНИХ ТИПІВ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ЇХ РІВНЯ СКЛАДНОСТІ

The paper is devoted to the test items marking technology and distribution of different types items by the levels of complication. At distribution of test items on complication levels it is offered to use the integrated functional model which allows to apply different ways of the test items distribution included in the test.В статье описывается технология оценивания тестовых заданий, а также распределение заданий разних типов по уровням сложности. При  этом распределении предлагается использовать интегрированную функциональную модель, что позволяет применять разные способы распределения тестовых заданий, включенных в тест, в зависимости от их типов.У статті описується технологія оцінювання тестових завдань, а також розподіл завдань різних типів за рівнями складності. При цьому розподілі пропонується використовувати інтегровану функціональну модель, що дозволяє застосовувати різні способи розподілу тестових завдань, включених в тест, залежно від їх типів

АЛГОРИТМ КЛАСИФІКАЦІЇ ПОЛІТРАВМ МЕТОДОМ ІНДУКЦІЇ ДЕРЕВА РІШЕНЬ

The work program is developed and implemented induction decision tree method for classification of polytrauma based on a number of biochemical parameters.The selection algorithm uses the value of the attribute information gain. The project was implemented in the  mediumNetbeans Java-based classes.В работе разработан и программно реализован метод индукции дерева решений для задачи классификации политравм на основании ряда биохимических показателей.Алгоритм выбора атрибута использует значение прироста информации. Проект реализован в среде Netbeans на основе Java- классов.У роботі розроблено і програмно реалізовано метод індукції дерева рішень для задачі класифікації політравм на основі ряду біохімічних показників.Алгоритм вибору атрибуту використовує значення приросту інформації. Проект реалізовано в середовищі Netbeans на основі Java-класів

ОБҐРУНТУВАННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТА ТЕЛЕМЕДИЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ МЕДИЧНОЇ ДОПОМОГИ СІЛЬСЬКОМУ НАСЕЛЕННЮ

The article reveals the implementation experience of information and telemedicine health care service technologies in practical training centres of primary medical care, which have been opened by I. Ya. Horbachevsky Ternopil State Medical University. The efficiency of informational support at primary level, aimed to quality improvement the medical treatment ofrural population and highly qualified specialist training have been shown.В статье раскрыт опыт внедрения информационных и телемедицинских технологий в учебно-практических центрах первичной медико-cанитарной помощи, открытых Тернопольским государственным медицинским университетом имени И. Я. Горбачевского. Показана эффективность информатизации на первичном уровне для улучшения качества медицинского обслуживания сельского населения и подготовки высококвалифицированных специалистов.В статті розкрито досвід впровадження інформаційних та телемедичних технологій у навчально-практичних центрах первинної медико-санітарної допомоги, відкритих Тернопільським державним медичним університетом імені І. Я. Горбачевського. Показано ефективність інформатизації на первинному рівні для покращення якості медичного обслуговування сільського населення та підготовки висококваліфікованих спеціалістів

Theoretical study of the magnetization dynamics of non-dilute ferrofluids

The paper is devoted to the theoretical investigation of the magnetodipolar interparticle interaction effect on remagnetization dynamics in moderately concentrated ferrofluids. We consider a homogeneous (without particle aggregates) ferrofluid consisting of identical spherical particles and employ a rigid dipole model, where magnetic moment of a particle is fixed with respect to the particle itself. In particular, for the magnetization relaxation after the external field is instantly switched off, we show that the magnetodipolar interaction leads to the increase of the initial magnetization relaxation time. For the complex ac-susceptibility we find that the this interaction leads to an overall increase of the imaginary susceptibility part and shifts the peak on its frequency dependence towards lower frequencies. Comparing results obtained with our analytical approach (second order virial expansion) to numerical simulation data (Langevin dynamics method), we demonstrate that the employed virial expansion approximation gives a good qualitative description of the ferrofluid magnetization dynamics and provides a satisfactory quantitative agreement with numerical simulations for the dc magnetization relaxation - up to the particle volume fraction c ~ 10% and for the ac-susceptibility - up to c ~ 5 %.Comment: 12 pages, 6 figures, submitted to PR

UML-МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ В МЕДИЧНИХ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕННЯХ

There was fulfilled systems analysis of decision making process for systemic medical research. The structure of the system was analysed. There were executed project research with help of UML-tools, allowing to fulfill project and software implementation of decision support system.Проведен системный анализ процесса поддержки принятия решений в системных медицинских исследованиях. Проанализирована структура системы. Выполнены проектные исследования с использованием UML-средств, позволяющие осуществить проектную и программную реализацию программного комплекса СППР.Проведено системний аналіз процесу підтримки прийняття рішень в системних медичних дослідженнях. Проаналізована структура системи. Виконані проектні дослідження із застосуванням сучасних UML-засобів, що дозволяють здійснити проектування та реалізацію програмного комплексу СППР

Dynamic magnetic response of a ferrofluid in a static uniform magnetic field

A theory for the frequency-dependent magnetic susceptibility of a ferrofluid in a static uniform magnetic field is developed, including the dipolar interactions between the constituent particles. Interactions are included within the framework of modified mean-field theory. Predictions are given for the linear responses of the magnetization to a probing ac field both parallel and perpendicular to the static field and are tested against results from Brownian dynamics simulations. The effects of the particle concentration and dipolar coupling constant on the field-dependent static susceptibilities and the frequency dispersions are shown to be substantial, which justifies taking proper account of the interactions between particles. The theory is reliable provided that the volume concentration and dipolar coupling constant are not too large and within the range of values for real ferrofluids. © 2018 American Physical Society