Using parallel computing in modeling and optimization of mineral reserves extraction systems

Annotation This article describes algorithm for solving ultimate pit limit problem (UPIT), or a maximum weight closure problem. There are several method for solving this problem. We provide new approach, for solving ultimate pit limit problem using precedence model. Block model of open pit can be easily represented as an oriented graph. Then to solve ultimate pit limit problem it is required to find such a sub graph in a graph whose sum of weights will be maximal. One of the possible solutions of this problem is using genetic algorithms. We use a parallel genetic algorithm for accelerating of computational process. In this version of algorithm fitness function of each individual calculating in different thread. It allows reducing running time of algorithm. Details of implementation parallel genetic algorithm for searching open pit limits are provided. Comparison with other methods and results of computational experiments provided.Keywords: open pit limits, genetics algorithms, high-performance computin

Elastic π+p\pi^{+}p and π+π+\pi^{+}\pi^{+} scattering at LHC

We discuss the possibility of measuring leading neutron production at the LHC. These data could be used to extract from it $\pi^+ p$ and $\pi^+\pi^+$ cross-sections. In this note we give some estimates for the case of elastic cross-sections and discuss related problems and prospects.Comment: 26 pages, 25 figures, to be published, minor text correction

Enhancement of the Raman Scattering and the Third-Harmonic Generation in Silicon Nanowires

We studied features of Raman scattering and the third-harmonic generation in silicon nanowire (SiNW) ensembles formed by means of chemical etching of crystalline silicon (c-Si) wafers with preliminary deposited silver nanoparticles in hydrofluoric acid. The c-Si wafers of different crystallographic orientations and doping levels were used, which results in variations of the formed nanostructure size and degree of order. For the excitation at 1064 nm the ratio of Raman scattering signals for SiNWs and those for initial c-Si wafer ranges from 2 to 5, whereas for shorter wavelengths the ratio increases for more ordered arrays of SiNWs of greater diameter and decreases for less ordered SiNW structures. The TH signals in SiNW ensembles demonstrate both fall and one- or two-orders-of-magnitude rise in comparison with c-Si depending on the structure of the SiNW ensemble. The obtained results are explained by the effect of partial light localization in SiNW ensembles

Parameters of hydrogen plasma streams in QSPA-M and their dependence on external magnetic field

Present experimental studies are aimed at analysis of hydrogen plasma stream parameters in various working regimes of QSPA-M operation. Temporal distributions of plasma electron density are reconstructed with optical emission spectroscopy. The magnetic field influence on plasma streams parameters is analyzed. It is shown that in regimes with additional magnetic field the plasma electron density increases by an order of magnitude in comparison with a density value without magnetic field. The plasma velocity and energy density parameters as well as their temporal behaviors were estimatedin different operating regimes of QSPA-M facility. Features of plasma visible radiation were analyzed. This information is important for QSPA-M applications in experiments on interaction of powerful plasma streams with material surfaces.Проведені експериментальні дослідження спрямовані на аналіз параметрів водневої плазми у вільному потоці для різних робочих режимів роботи КСПП-M. За допомогою оптичної емісійної спектроскопії реконструйовано часові розподіли електронної густини плазми. Проаналізовано вплив магнітного поля на параметри плазмових потоків та показано, що густина плазми при роботі з додатковим магнітним полем зростає на порядок величини в порівнянні з густиною, виміряною без магнітного поля. Оцінено параметри швидкості та густини енергії плазми, а також їх поведінку під час розряду в різних режимах роботи установки КСПП-М. Проаналізовано особливості випромінювання плазми. Ця інформація дуже важлива для застосування КСПП-М у експериментах по взаємодії потужних плазмових потоків з поверхнями матеріалів.Проведенные экспериментальные исследования направлены на анализ параметров водородной плазмы в свободном потоке для различных рабочих режимов работы КСПУ-М. С помощью оптической эмиссионной спектроскопии восстановлены временные распределения плазменной электронной плотности. Проанализировано влияние магнитного поля на параметры плазменных потоков, и показано, что плотность при работе в дополнительном магнитном поле возрастает на порядок величины по сравнению с плотностью, измеренной без магнитного поля. Оценены параметры скорости и густоты энергии плазмы, а также их временное поведение в различных режимах работы установки КСПУ-М. Проанализированы особенности излучения плазмы. Данная информация очень важна для применения КСПУ-M в экспериментах по взаимодействию мощных плазменных потоков с поверхностями материалов

Efimov Trimers near the Zero-crossing of a Feshbach Resonance

Near a Feshbach resonance, the two-body scattering length can assume any value. When it approaches zero, the next-order term given by the effective range is known to diverge. We consider the question of whether this divergence (and the vanishing of the scattering length) is accompanied by an anomalous solution of the three-boson Schr\"odinger equation similar to the one found at infinite scattering length by Efimov. Within a simple zero-range model, we find no such solutions, and conclude that higher-order terms do not support Efimov physics.Comment: 8 pages, no figures, final versio

Pairing in two-dimensional boson-fermion mixtures

The possibilities of pairing in two-dimensional boson-fermion mixtures are carefully analyzed. It is shown that the boson-induced attraction between two identical fermions dominates the p-wave pairing at low density. For a given fermion density, the pairing gap becomes maximal at a certain optimal boson concentration. The conditions for observing pairing in current experiments are discussedComment: 10 pages, 5 figs, revtex

Diagnostic system for EUV radiation measurements from dense xenon plasma generated by MPC

Magnetoplasma compressor (MPC) of compact geometry has been designed and tested as a source of EUV radiation. In present paper diagnostic system for registration of EUV radiation is described. It was applied for radiation measurements in different operation modes of MPC. The registration system was designed on the base of combination of different types of AXUV photodiodes. Possibility to minimize the influence of electrons and ions flows from dense plasma stream on AXUV detector performance and results of the measurements has been discussed.Магнітоплазмовий компресор (МПК) компактної геометрії було розроблено і випробувано у якості джерела випромінювання ВУФ. У цій роботі описана діагностична система для реєстрації ВУФ-випромінювання. Проведено вимірювання ВУФ- випромінювання в різних режимах роботи МПК. Система реєстрації побудована на основі поєднання різних типів фотодіодів AXUV. Було досліджено вплив потоку електронів та іонів з плазми на поверхню детектора, а також видимого випромінювання на результати вимірювань.Магнитоплазменный компрессор (МПК) компактной геометрии был разработан и испытан в качестве источника излучения ВУФ. В настоящей работе описана диагностическая система для регистрации излучения ВУФ. Проведены измерения ВУФ-излучения в различных режимах работы МПК. Система регистрации построена на основе сочетания различных типов фотодиодов AXUV. Было исследовано влияние потока электронов и ионов из плазмы на поверхность детектора, а также видимого излучения на результаты измерений

Control of the compression zone position in plasma streams generated by MPC

This paper is devoted to the investigation of magnetohydrodynamic characteristics of plasma streams generated by a magnetoplasma compressor (MPC) and control mechanisms of a compression zone position. Nitrogen, helium, and argon were used as working gases. The measurement results of electric currents spatial distributions in the plasma streams identified that for helium (P = 10 Torr) both toroidal vortices and magnetic field displacement from the near-axis region are observed, then, the electric current direction reverses. Similar spatial structure of the electric currents was observed for helium with the initial pressure of 2 Torr. However, in this case, the electric current direction changes much earlier. The electric currents flow from 20 cm to 30 cm from the central electrode of MPC accelerating channel in the modes with nitrogen (P = 0.6 and P = 0.3 Torr). There are current vortices and a sizable magnetic field displacement at a distance of a 6 cm to 18 cm from the MPC output. The duration of a plasma stream generation is about two times less for helium than for the modes of operation with other gases.Метою статті є дослідження магнітогідродинамічних характеристик плазмових потоків, що генеруються магнітоплазмовим компресором (МПК), та механізмів керування положенням зони компресії. У якості робочих газів було використано азот, аргон та гелій. Результати вимірювання просторового розподілу електричних струмів у плазмовому потоці продемонстрували, що для гелію (Р = 10 Торр) спостерігаються як тороїдальні вихори струму, так і витіснення магнітного поля із приосьової області, з подальшою зміною напрямку протікання струму. Подібну просторову структуру електричних струмів було отримано і для гелію з початковим тиском 2 Торр. Проте, у цьому випадку, напрямок протікання струму змінюється значно раніше. У режимах роботи з азотом на залишковому газі (P = 0.6 та P = 0.3 Toрр) струми розповсюджується на відстані від 20 см до 30 см від центрального електроду прискорювального каналу МПК. Розвиваються вихори струму із подальшим витісненням магнітного із приосьової області на відстані від 6 см до 18 см від виходу МПК. Також виявлено, що для режимів роботи з гелієм час генерації плазмового потоку майже у два рази менше, порівняно з режимами роботи на інших газах.Целью этой статьи является исследование магнитогидродинамических характеристик плазменных потоков, генерируемых магнитоплазменным компрессором (МПК), и механизмов управления положением зоны компрессии. В качестве рабочих газов использовались азот, аргон и гелий. Было обнаружено, что для гелия (Р = 10 Торр) наблюдаются как тороидальные токовые вихри, так и вытеснение магнитного поля из приосевой области, с дальнейшей сменой направления протекания тока. Подобная пространственная структура электрических токов была получена и для гелия с начальным давлением 2 Торр. Однако, в этом случае, направление протекания тока меняется значительно раньше. В режимах работы с азотом при остаточном давлении (Р = 0.6 и Р = 0.3 Торр) токи распространяются на расстояния от 20 см до 30 см от центрального электрода ускорительного канала МПК. Происходит развитие токовых вихрей, с дальнейшим вытеснением магнитного поля из приосевой области на расстоянии от 6 см до 18 см от выхода МПК. Также было установлено, что для режимов работы с гелием время генерации плазменного потока почти в два раза меньше, в сравнении с режимами работы на других газах

Discharge parameters of magnetoplasma compressor: effect of external axial magnetic field

This paper reports the findings of our recent experiments on the evaluation of the external axial magnetic field effect on the discharge parameters of a magnetoplasma compressor (MPC). The discharge-voltage characteristics were obtained for varied magnitudes of an external axial magnetic field produced by a solenoid installed on the accelerating channel. Present experiments were carried out with helium (at the initial pressures of 2 and 10 Torr) and argon (at the initial pressure of 1 Torr) as working gases at different initial voltages. The external magnetic field varied up to 0.4 T. The discharge-voltage characteristics can be altered by the magnitude of the external magnetic field, as well as by the geometrical properties of an accelerating channel.Наведено результати експериментів з вивчення впливу зовнішнього поздовжнього магнітного поля на параметри розряду магнітоплазмового компресора (МПК). Вольт-амперні характеристики було отримано для різних значень зовнішнього поздовжнього магнітного поля, що створюється соленоїдом, який встановлено на прискорювальному каналі МПК. Експерименти було проведено з використанням гелію (за початкового тиску від 2 до 10 Торр) та аргону (за початкового тиску 1 Торр) у якості робочих газів за різних значень початкової напруги. Зовнішнє магнітне поле змінювалося до 0,4 Тл. Вольт-амперні характеристики можуть змінюватися залежно від величини зовнішнього поздовжнього магнітного поля, а також від геометричних параметрів прискорювального каналу.Представлены результаты экспериментов по изучению влияния внешнего продольного магнитного поля на параметры разряда магнитоплазменного компрессора (МПК). Вольт-амперные характеристики были получены для разных значений внешнего продольного магнитного поля, которое создаётся соленоидом, установленным на ускорительный канал МПК. Эксперименты проводились с использованием гелия (при начальном давлении от 2 до 10 Торр) и аргона (при начальном давлении 1 Торр) в качестве рабочих газов при разных начальных напряжениях. Внешнее магнитное поле менялось до 0,4 Тл. Вольт-амперные характеристики могут меняться в зависимости от величины внешнего продольного магнитного поля, а также от геометрических параметров ускорительного канала

Experimental study of current-sheet-like structure in pinching plasma flows with electric and magnetic probes

The formation of the current-sheet-like structure under the influence of the external magnetic field in pinching plasma flows generated by the magnetoplasma compressor has been studied. A set of magnetic and electric probes were used to measure the self-generated magnetic field, electron temperature, and electric field locally with sufficiently high temporal and spatial resolution. The data obtained from the probe measurements were used to plot the spatial distributions of electric current and drift velocity in the plasma stream to identify the patterns of plasma flow. In the presence of external magnetic field, the current density, electron temperature, and the ion saturation current reach a peak in close proximity to the sheet. Measurements indicate the outflow of two electron jets of different temperatures from the layer.Досліджено формування структури типу струмовий шар під впливом зовнішнього магнітного поля в самостиснених потоках плазми, що генеруються магнітоплазмовим компресором. Магнітні та електричні зонди використовувалися для локального вимірювання власного магнітного поля, електронної температури й електричного поля з достатньо високою часовою і просторовою роздільною здатністю. Дані, які отримані в результаті зондових вимірювань, були використані для побудови просторових розподілів електричного струму та швидкості дрейфу в потоці плазми для виявлення особливостей потоку плазми. За присутності зовнішнього магнітного поля густина електричного струму, електронна температура та іонний струм насичення досягають максимуму в безпосередній близькості від шару. Вимірювання свідчать про витік із шару двох електронних пучків із різними температурами