Statistical properties of an ensemble of vortices interacting with a turbulent field

We develop an analytical formalism to determine the statistical properties of a system consisting of an ensemble of vortices with random position in plane interacting with a turbulent field. We calculate the generating functional by path-integral methods. The function space is the statistical ensemble composed of two parts, the first one representing the vortices influenced by the turbulence and the second one the turbulent field scattered by the randomly placed vortices.Comment: Third version; Important corrections in the normalization for the gas of vortices, et

Оценка лидарных контрастов "нефтяное загрязнение – чистая водная поверхность" в УФ, видимом, ближнем и среднем ИК диапазонах

The most reliable and promising operational methods to detect the oil and oil-product spills on the water surface are remote laser methods based on pulsed sounding and recording of the laser signal reflected from the water surface, or recording of the laser-induced fluorescent radiation of the water surface.Remote laser techniques can be used regardless of the time of day and have a high spatial resolution (can detect oil pollution of small size).The oil pollution detection method based on recording the laser signal reflected from the water surface allows sounding at high flight altitudes of the aircraft carrier that provides (with a spatial scan of the laser beam) a wide field of view on the water surface.Monitoring of oil pollution is carried out by recording the laser signal reflected from the water surface, and defining the contrast between the power of the laser signal from the clean water surface and the water surface with oil pollution. However, at present it is unclear what wavelength is the most preferable for laser monitoring of oil pollution, as contrasts "clean water surface - oil pollution" are highly dependent on the wavelength and the thickness of oil films.Depending on the film thickness of oil pollution on the water surface the paper conducts a comparative analysis of lidar contrasts "oil pollution - clean water surface" in a wide spectral range (from ultraviolet to mid-infrared range).An estimate of lidar contrasts "oil pollution - clean water surface" was conducted in the UV, visible, near and middle infrared bands for sounding wavelengths of 0.355, 0.532, 1.06, 1.54, 10.6 μm.It is shown that because of an oscillatory nature of dependence of lidar contrast value on the film thickness of the oil pollution the use of visible and UV range is more promising (in terms of reliability of measurements). Thus, in terms of eye-saving safety the sounding wavelength of 0.3556 μm in UV range is preferable.Наиболее надежными и перспективными оперативными методами обнаружения разливов нефти и нефтепродуктов на водной поверхности являются дистанционные лазерные методы, основанные на импульсном зондировании и регистрации отраженного от водной поверхности лазерного сигнала или регистрации лазерно-индуцированного флуоресцентного излучения водной поверхности.Дистанционные лазерные методы могут использоваться независимо от времени суток и обладают высокой пространственной разрешающей способностью (могут обнаруживать нефтяные загрязнения небольшого размера).Метод обнаружения нефтяных загрязнений, основанный на регистрации отраженного от водной поверхности лазерного сигнала, позволяет проводить зондирование при больших высотах полета авиационного носителя, что обеспечивает (при пространственном сканировании лазерного пучка) широкое поле обзора на водной поверхности.Мониторинг нефтяных загрязнений проводят, регистрируя лазерный сигнал, отраженный от водной поверхности, и определяя контраст между мощностью лазерного сигнала от чистой водной поверхности и водной поверхности с нефтяным загрязнением. Однако, в настоящее время нет ясности какая длина волны является наиболее предпочтительной для лазерного мониторинга нефтяных загрязнений, так как контрасты «чистая водная поверхность – нефтяное загрязнение» очень сильно зависят от длины волны и толщины пленок нефтепродуктов.В работе в широком спектральном диапазоне (от ультрафиолетового диапазона до среднего инфракрасного диапазона) проводится сравнительный анализ лидарных контрастов "нефтяное загрязнение – чистая водная поверхность" в зависимости от толщины пленки нефтяного загрязнения на водной поверхности.Оценка лидарных контрастов «нефтяное загрязнение - чистая водная поверхность» проводилась в УФ, видимом, ближнем и среднем ИК диапазонах для длин волн зондирования 0.355, 0.532, 1.06, 1.54, 10.6 мкм.Показано, что из-за колебательного характера зависимости значения лидарного контраста от толщины пленки нефтяного загрязнения более перспективным (в смысле надежности измерений) является использование видимого и УФ диапазона. При этом, с точки зрения безопасности для глаз предпочтительной является длина волны зондирования 0.355 мкм УФ диапазона

Измерение толщины и параметров роста пленок металлов на подложке лазерным методом в процессе их создания

Laser method of measurement of thickness and growth parameters of metal film on dielec-tric substrate during evaporation is considered. The method is based on measurement of reflec-tion coefficient in several points of time and reconstraction of thickness and growth parameters of film by search of quasi-solution for system of nonlinear equations. For search of quasi-solution we use particle swarm algorithms. Mathematical modelling results are given. It is shown that for gold films on quartz substrate in thickness range 5 – 50 nm for measurement noise 1 – 5 % reconstraction errors of starting film thickness are small (the few of percent). Reconstraction errors of growth parameters rely heavily on measurement noise and may be from the few of per-cent to ~ 50 %. Hybrid particle swarm algorithm and simulated annealing has lowest calculating time.Статья посвящена лазерному методу измерения толщины и параметров роста пленок металлов на диэлектрической подложке в процессе их создания. Метод основан на измерении в нескольких моментах времени коэффициентов отражения и определении толщины и параметров пленки путем поиска квазирешений системы нелинейных уравнений. Для поиска квазирешений используются алгоритмы роя частиц. Приведены результаты математического моделирования. Показано, что для пленок золота на кварцевой подложке в диапазоне толщин пленок 5 – 50 нм для шумов измерения 1 – 5 % погрешности восстановления начальной толщины пленки небольшие (единицы процентов), а погрешности измерения параметров роста пленки существенно зависят от шума измерения и могут быть от единиц процентов до ~ 50 %. Наименьшее время вычисления обеспечивает гибридный алгоритм метода роя частиц и метода имитации отжига

Лидарный метод контроля толщины тонких пленок нефтепродуктов на безопасной для зрения длине волны излучения

At the present time most powerful methods for remote sensing of oil pollution on water surface are laser fluorescent and laser spectrophotometric methods.However, remote sensing range for laser fluorescent method is 100 - 150 m at most.Laser spectrophotometric methods allow to perform of oil pollution monitoring for airborne high altitude. At high-altitude a airborne lidar monitors a large stripe on water surface.Too distinct advantage of laser spectrophotometric methods in comparison with laser fluorescent methods is relative simplicity of equipment (hence lower equipment cost).It is advanced to usage of wavelength 1,54 μm in near infrared spectral band (optical parametric oscillator based on Nd:YLF laser). This wavelength is eye-safe wavelength and can be used for monitoring of oil pollution on water surface.Opportunity analysis of laser spectrophotometric measurement method of thin oil film thickness on water surface when using discretely tunable laser in eye-safe narrow spectral band at about 1,54 μm is carried out. Laser spectrophotometric method based on spectral dependence spline smoothing of water surface reflection coefficient and calculation of first and second differential coefficient for water surface reflection coefficient.To estimate measurement error of thin oil film on water surface we have run the mathematical simulation. Mathematical simulation results show that laser spectrophotometric method based on using discretely tunable laser in narrow spectral band at about 1,54 μm allows to perform measurements of thin oil film for thickness from ~ 1,5 μm till ~ 20 μm with an accuracy no more 30 % at mean square root of noise 1 %.В настоящее время наиболее эффективными методами оперативного дистанционного мониторинга нефтяных загрязнений на водной поверхности являются лазерный флуоресцентный и лазерный спектрофотометрический методы.Однако, для лазерных флуоресцентных методов высота зондирования обычно не превышает 100-150 м. Лазерные спектрофотометрические методы позволяют проводить мониторинг нефтяных загрязнений при больших высотах полета летательного аппарата. Это обеспечивает большую полосу обзора лидара на водной поверхности.Кроме того, важным преимуществом лазерных спектрофотометрических методов по сравнению с лазерными флуоресцентными методами является относительная простота аппаратуры (и, следовательно, ее более низкая стоимость).Представляется перспективным использование длины волны 1,54 мкм в ближнем инфракрасном спектральном диапазоне (оптический параметрический генератор на Nd:YLF лазере). Эта длина волны является безопасной для зрения и может быть использована для проведения мониторинга нефтяных загрязнений на водной поверхности.Проведено исследование возможностей лазерного спектрофотометрического метода измерения толщины пленок нефтепродуктов на водной поверхности при использовании дискретно перестраиваемого лазерного источника в безопасном для зрения узком спектральном диапазоне около длины волны излучения 1,54 мкм.Лазерный спектрофотометрический метод основан на сглаживании сплайном измеренной спектральной зависимости коэффициента отражения водной поверхности и вычислении первой и второй производной коэффициента отражения водной поверхности по длине волны излучения.Для оценки погрешности измерения толщины тонких пленок нефтепродуктов на водной поверхности проводилось математическое моделирование. Результаты математического моделирования показывают, что лазерный спектрофотометрический метод, основанный на использовании перестраиваемого лазерного источника в узком спектральном диапазоне около длины волны излучения 1,54 мкм, позволяет при среднеквадратическом значении шума 1 % проводить измерения тонких пленок нефти на водной поверхности с толщиной от ~ 1,5 мкм до ~ 20 мкм с погрешностью не более 30 %

Adsorption dynamics of hydrophobically modified polymers at an air-water interface

The adsorption dynamics of a series of hydrophobically modified polymers, PAAαCn, at the air-water interface is studied by measuring the dynamic surface tension. The PAAαCn are composed of a poly(acrylic acid) backbone grafted with a percentage α of C8 or C12 alkyl moieties, at pH conditions where the PAA backbone is not charged. The observed adsorption dynamics is very slow and follows a logarithmic behavior at long times indicating the building of an energy barrier which grows over time. After comparison of our experimental results to models from the literature, a new model which accounts for both the deformation of the incoming polymer coils as well as the deformation of the adsorbed pseudo-brush is described. This model enables to fit very well the experimental data. The two fitting parameters give expected values for the monomer size and for the area per adsorbed polymer chain.This article is uploaded in "arXiv.org" https://arxiv.org/abs/1706.0710

On the classification of information security threats

An analysis of the development of modern information technologies demonstrates a substan-tial increase in the speed of receiving, processing and presentation of information in various spheres of human activity. At the same time, these new opportunities require serious measures aimed to in-crease information security of an asset. One of the first steps set out in an information protection algorithm is listing and classification of potential threats

Protons surfatron acceleration by electromagnetic wave in space plasma

In this work fundamental interactions of type wave-particles are discussed. Main object of the investigation is surfatron accelerations of the protons by sin- gle electromagnetic wave. The surfatron effect of protons acceleration is inves- tigated through numerical simulations, on the basis of nonlinear, nonstationary, second order differential equation for the wave phase at the charged particle’s trajectory. The temporal dynamics of protons surfatron acceleration for differ- ent variants of the initial parameters are studied. The optimal conditions for maximum ultrarelativistic particles surfatron acceleration by the electromag- netic wave in space plasma are considered. An analytical approximation for protons energy strong growth was done. © 2016, Academic Publishing House. All rights reserved

Peculiarities of the technogenical radionuclides transfer from soils into plants in the radioactive contaminated areas

The peculiarities of 90Sr, 137Cs, 239,240Pu accumulation by some species of herbaceous plants in radioactive contaminated areas of nuclear enterprises in Russia have been investigated. Gas and aerosol discharge from Beloyarskaya NPP (which operates for more than 30 years) did not make considerable contamination of soil-vegetational cover in the 30-km zone. In close proximity to the epicenter of nuclear accident of 1957 in the Urals the concentration of the main contaminant (90Sr) in the plants reached maximal value (tens and hundred of thousands of Bq kgdw-1 depending on species belonging of plant). The concentration of 90Sr in aboveground phytomass of plants growing within floodplain of the Techa river ecosystems is thousands of Bq kgdw-1; at the same time, the 137Cs concentration is units of Bq kgdw-1. The absence of direct dependence between the radionuclides content in the soils and their concentration in aboveground phytomass is noticeable. The values of the radionuclides transfer coefficients in the plants were estimated as well as the content in the soils of their water-soluble and firmly fixed physic-chemical forms. The radionuclides have been ranked into a row according to their mobility in observed soils and biogeocenotical soil-plant link