Numerical study of a nonlinear heat equation for plasma physics

This paper is devoted to the numerical approximation of a nonlinear temperature balance equation, which describes the heat evolution of a magnetically confined plasma in the edge region of a tokamak. The nonlinearity implies some numerical difficulties, in particular long time behavior, when solved with standard methods. An efficient numerical scheme is presented in this paper, based on a combination of a directional splitting scheme and the IMEX scheme introduced in [Filbet and Jin

An asymptotic preserving scheme for strongly anisotropic elliptic problems

In this article we introduce an asymptotic preserving scheme designed to compute the solution of a two dimensional elliptic equation presenting large anisotropies. We focus on an anisotropy aligned with one direction, the dominant part of the elliptic operator being supplemented with Neumann boundary conditions. A new scheme is introduced which allows an accurate resolution of this elliptic equation for an arbitrary anisotropy ratio.Comment: 21 page

Linked Open Data in Libraries, Archives, and Museums Summit

Linked Open Data has begun to dramatically increase the amount of structured data available on the World Wide Web, which in turn is proving to offer incredible potential to share and access data across the humanities. Yet despite the possibilities, only a few institutions in the US have begun to embrace the use of Linked Open Data. The Linked Open Data in Libraries, Archives, and Museums Summit ("LOD-LAM") will take place in San Francisco in May of 2011. The two-day summit will gather leading US practitioners, industry leaders, and proponents of Linked Open Data in the humanities, together with several leaders abroad, to define the field, address barriers to adoption, and create a report and recommendations for implementing Linked Open Data projects in the humanities

Spatial and temporal distribution and photo identification of short-finned pilot whales (Globicephala macrorhynchus) off São Miguel Island, Azores, Portugal

The Azores archipelago is home to 28 different species of cetaceans, among which the long- and short-finned pilot whales (Globicephala melas and G. macrorhynchus). Of the two species, the latter is more frequently spotted in the area and, as a consequence, it is the subject of the current study. The species is vulnerable to threats resulted from anthropogenic activity, such as boat strikes, underwater noise or being caught as bycatch, which makes the assessment of their status essential for conservation. The aims of this master thesis were to evaluate the spatial and temporal distribution of pilot whales along the south coast of São Miguel island, as well as to compile a photo identification catalogue in order to distinguish the individuals that transit the island, find out whether or not they return to the area and identify specific associations. The study used data collected from a platform of opportunity offered by the whale watching boats belonging to Futurismo, as well as data collected from land by the look-outs working for the company that were responsible for finding the animals and signaling their presence. In addition, photographs taken from the boats were processed and analysed for the identification of individuals. The results show that short-finned pilot whales are spotted in the south of São Miguel more during the summer season, with higher encounter rates in July, followed by the month of June. They frequent waters between 700 and 1200 m deep, with slopes of 2° to 6° and were encountered between 4 and 20 km from the coast. A total number of 343 pilot whales were identified, out of which 42 were sighted more than once. However, as the re-sighting rate was too low to allow for the analysis of their social structure, further research is needed to assess it.O arquipélago dos Açores é um hotspot para a diversidade de cetáceos. Nada menos que 28 espécies diferentes encontram nesta região um habitat favorável com águas quentes e repletas de presas abundantes. Dentro das espécies de cetáceos observadas nos Açores, quatro são residentes: o golfinho roaz (Tursiops truncatus), o cachalote (Physeter macrocephalus), o golfinho comum (Delphinus delphis) e o golfinho Risso (Grampus griseus), sendo as restantes espécies migratórias. As baleias-piloto de nadadeiras longas e curtas (Globicephala melas e G. macrorhynchus) são encontradas ocasionalmente ao redor do arquipélago. A baleia-piloto de nadadeira curta é, das duas espécies, a mais frequentemente encontrada nos Açores, e constitui o objeto do presente estudo. Como predadoras de topo, as baleias-piloto de barbatana curta ajudam a manter o equilíbrio das populações de lulas e peixes no seu habitat natural. Porém, embora tenham sido recentemente classificados como “Menos preocupantes” na Lista Vermelha da IUCN de espécies ameaçadas de extinção, eles são vulneráveis a ameaças resultantes de atividades antrópicas. Alguns exemplos incluem choques com barcos, ruído subaquático ou captura acidental. Isto significa que é essencial para a avaliação do seu estado de conservação na região da Macaronésia e, mais especificamente, na ilha de São Miguel nos Açores, a sua monitorização. Os objectivos desta dissertação de mestrado foram avaliar a distribuição espacial e temporal das baleias-piloto de barbatana curta ao longo da costa sul da ilha de São Miguel, bem como criar um catálogo de identificação fotográfica para distinguir os indivíduos que transitam ao redor da ilha, para determinar se há fidelidade ao local e se formam alguma associação específica entre si. O estudo usou dois conjuntos de dados: (1) dados recolhidos numa plataforma oportunisticaoferecida pelos barcos de observação de cetáceos da ‘Futurismo Azores Adventures’, e (2)dados recolhidos em terra pelos vigias da empresa que são responsáveis por encontrar os animais e assinalar a sua presença na zona. Para criar uma representação mais precisa do habitat preferido das baleias-piloto de nadadeira curta ao redor da ilha, usaram-se coordenadas GPS para criar mapas de distribuição no QGIS a fim de representar a distribuição espacial das espécies ao redor da ilha ecada ponto foi posteriormente analisado em termos de profundidade, declive e distância à costa para. A distribuição temporal foi determinada pela percentagem de avistamentos de baleias-piloto por temporada, tamanho do grupo, bem como a presença de crias em relação ao dia do ano. Além disso, as fotografias tiradas dos barcos foram processadas e analisadas para a identificação dos indivíduos. Esse processo envolveu recortar, ajustar o brilho e comparar os cortes e perfil da barbatana dorsal de cada indivíduo para encontrar correspondências. Este método tem vários desafios, entre os quais (1) a limitação do tempo das saídas de barco para observação de baleias, (2) a inexistência de saídas em condições climáticas desfavoráveis ou (3) a o reduzido número de câmeras para coleta de fotos para identificação. No entanto, houve também vantagens muito importantes que devem ser mencionadas, como o facto de existir uma boa cobertura da costa sul da ilha e também a recolha de dados durante todo o ano. Os resultados mostram que as baleias-piloto de barbatana curta são avistadas no sul de São Miguel predominantemente durante a temporada de Verão, com maiores taxas de avistamentos em Julho, seguido pelo mês de Junho. A estação do ano não afecta de forma significativa o tamanho dos grupos nem a composição do grupo, sendo que crias e juvenis se encontram presentes ao longo do ano. Embora no Verão se verifique uma maior taxa de detecção de crias e juvenis, essa é também a época do ano em que a detecção de outros indivíduos da espécie As baleias-piloto de nadadeira curta, quando encontradas em associação com outras espécies, foram mais frequentemente acompanhadas por golfinhos nariz de garrafa. O mapa de distribuição exibindo todos os encontros entre 2008 e 2020 continha 248 posições GPS. A análise indicou que a espécie pode ser detectada em águas com profundidades entre 700 e 1200 m e em regiões nas quais os declivesestão entre 2 ° e 6 °. A maioria dos avistamentos de baleias-piloto foram registados a menos de 20 km da costa, mas não se aproximam a mais do que 4 km, principalmente porque preferem águas mais profundas.Na foto-identificaçãoforam analisadas 6473 fotografias, tiradasdurante um período entre 2005 e 2020, com um número total de 343 baleias-piloto identificadas. Destes indivíduos, 42 foram avistados mais de uma vez. A maior janela temporal entre dois avistamentos do mesmo indivíduo foi de 11 anos, enquanto a menor foi de apenas um dia. Mais de 50% dos avistamentos foram registados no mesmo ano e várias baleias foram avistadas com dois anos de intervalo. Devido ao baixo índice de avistamentos (número máximo de três avistamentos do mesmo indivíduo), não foi possível avaliar a estrutura social da espécie. Em conclusão, o presente estudo oferece perspectivas sobre permanência e os padrões de distribuição temporal e espacial das baleias-piloto de barbatana curta que transitam pela costa sul da ilha de São Miguel. Fica por determinar se as baleias-piloto avistadas pertencem ou não a grupos específicos e se estes grupos também podem ser encontrados nos arquipélagos vizinhos da Macaronésia. Dado que estudos anteriores encontraram os indivíduos comuns entre a Madeira e os Açores, existe a possibilidade de os indivíduos avistados em São Miguel pertencerem à população transitória da Madeira, mas esta possibilidade permanece uma hipótese para uma futura investigação. Também fica por ser determinado se a variação na presença temporal da baleia-piloto ao redor da ilha é influenciada por variáveis oceanográficas, como a temperatura da superfície do mar e se as mudanças climáticas terão um impacto nesta distribuição

Defense gland protein from Coptotermes formosanus

Coptotermes formosanus Shiraki is the most invasive termite species and has the largest economic impact of all the subterranean termites in the US. Although a lot of work has been done on the determination of chemical composition of frontal gland secretion from different families of termites, the protein component of those secretions was relatively overlooked. This study started with the observation that proteins are present in the frontal gland secretion of Coptotermes formosanus Shiraki soldiers. The goal was to characterize one of these proteins by identifying its DNA sequence which would lead to protein sequence, function, structure and role it plays in the defense of Coptotermes formosanus Shiraki. The protein cloned named TFP4 and analysis of its sequence revealed a molecular weight of 6853 Daltons. The sequence was compared with those of known proteins in NCBI\u27s data base and similarities with other proteins analyzed. Two functions were assigned to TFP4, lysozyme and serine protease inhibitor. The lysozyme function was assayed using a zymogram and a fluorometric assay. The zymogram showed clear zones where TFP4 had migrated indicating the β-(1,4) glucosidic linkages between N-acetyl-muramic acid and N-acetyl-D-glucosamine in the cell wall of Micrococcus lysodeikticus were hydrolysed. The fluorometric assay showed the fluorescent molecule which was embedded in the cell wall of Micrococcus lysodeikticus was released in solution upon addition of TFP4. The serine protease assays tested the effect TFP 4 addition has on the reaction rates of trypsin, chymotrypsin and elastase with their respective substrates. The rate was unchanged in trypsin’s assay but chymotrypsin and elastase were inhibited by TFP4. In conclusion, we strongly suggest the existence of a protein of 6853 KDa with dual functions, lysozyme and serine protease inhibitor (chymotrypsin and elastase) in the defensive secretion of frontal gland of Coptotermes formosanus Shiraki soldiers. The inhibitor function is assigned to an exposed loop from Cys4 to Cys16 which functions as a substrate analog and employs a competitive inhibition mechanism for the inhibition of chymotrypsin while the lysozyme function is putatively assigned to a pocket between the β-hairpin structure containing Gln23 and the region at the C-terminus containing Glu45

Duality-based Asymptotic-Preserving method for highly anisotropic diffusion equations

The present paper introduces an efficient and accurate numerical scheme for the solution of a highly anisotropic elliptic equation, the anisotropy direction being given by a variable vector field. This scheme is based on an asymptotic preserving reformulation of the original system, permitting an accurate resolution independently of the anisotropy strength and without the need of a mesh adapted to this anisotropy. The counterpart of this original procedure is the larger system size, enlarged by adding auxiliary variables and Lagrange multipliers. This Asymptotic-Preserving method generalizes the method investigated in a previous paper [arXiv:0903.4984v2] to the case of an arbitrary anisotropy direction field