Scaling of interfaces in brittle fracture and perfect plasticity

The roughness properties of two-dimensional fracture surfaces as created by the slow failure of random fuse networks are considered and compared to yield surfaces of perfect plasticity with similar disorder. By studying systems up to a linear size L=350 it is found that in the cases studied the fracture surfaces exhibit self-affine scaling with a roughness exponent close to 2/3, which is asymptotically exactly true for plasticity though finite-size effects are evident for both. The overlap of yield or minimum energy and fracture surfaces with exactly the same disorder configuration is shown to be a decreasing function of the system size and to be of a rather large magnitude for all cases studied. The typical ``overlap cluster'' length between pairs of such interfaces converges to a constant with $L$ increasing.Comment: Accepted for publication in Phys. Rev.

mm-Wave DRW Antenna Phase Centre Determination

This document presents an approach to the phase centre determination of a dielectric rod waveguide (DRW) antenna by means of measurements obtained with a planar measuring system at millimeter wave lengths. Phase centre determination by the least squares fit technique is described in this document for different DRW antennas (silicon and sapphire). Results at different operating frequencies are offered

Instability of the Sb vacancy in GaSb

We demonstrate that the instability of the Sb vacancy in GaSb leads to a further increase in the acceptor-type defect concentration in proton irradiated undoped, p-type GaSb. Using positron annihilation spectroscopy in situ with 10 MeV proton irradiation at 35 K, we find that the irradiation produces both native vacancy defects in GaSb. However, the Sb vacancy is unstable above temperatures of 150 K and undergoes a transition resulting in a Ga vacancy and a Ga antisite. The activation energy of this transition is determined to be 0.6 eV +/- 0.1 eV. Our results are in line with the established amphoteric defect model and prove that the instability of the Sb vacancy in GaSb has a profound role on the native defect concentration in GaSb.Peer reviewe

Direct observations of the vacancy and its annealing in germanium

Weakly n-type doped germanium has been irradiated with protons up to a fluence of 3×10 exp 14 cm exp −2 at 35 K and 100 K in a unique experimental setup. Positron annihilation measurements show a defect lifetime component of 272±4 ps at 35 K in in situ positron lifetime measurements after irradiation at 100 K. This is identified as the positron lifetime in a germanium monovacancy. Annealing experiments in the temperature interval 35–300 K reveal two annealing stages. The first at 100 K is tentatively associated with the annealing of the Frenkel pair, the second at 200 K with the annealing of the monovacancy. Above 200 K it is observed that mobile neutral monovacancies form divacancies, with a positron lifetime of 315 ps.Peer reviewe

Fracture of three-dimensional fuse networks with quenched disorder

We study a fracture on a quasistatic time scale in a three-dimensional (3D) fuse network model with “strong” and “weak” disorder. These two cases differ noticeably in the development of the fracture. For strong disorder the damage scaling is very close to volumelike [number of broken bonds Nb∼L3/(lnL)0.3] unlike for weak disorder [Nb∼L2.4/(lnL)0.3]. With strong disorder global load sharing is only approximately valid. The size distribution of “avalanches” of broken fuses in the failure follows roughly a power-law scaling. The power-law exponent τ has a value close to 2, close to but differing from the exponent −5/2 expected of global load sharing. For weak disorder τ is about 1.5 which means that the decay of the size distribution is much slower than expected. These exponent values that characterize the development of damage prior to catastrophic failure are comparable to experimental ones. For the final fracture surfaces we observe a roughness exponent ζ≈0.4 for weak disorder. For strong disorder, severe finite size effects are seen, but the exponent seems to converge to the same value as for weak disorder, which is close to the one for the 3D random bond Ising domain wall universality class.Peer reviewe

Cloud-base vertical velocity statistics: a comparison between an atmospheric mesoscale model and remote sensing observations

The statistics of cloud-base vertical velocity simulated by the non-hydrostatic mesoscale model AROME are compared with Cloudnet remote sensing observations at two locations: the ARM SGP site in Central Oklahoma, and the DWD observatory at Lindenberg, Germany. The results show that, as expected, AROME significantly underestimates the variability of vertical velocity at cloud-base compared to observations at their nominal resolution; the standard deviation of vertical velocity in the model is typically 4-6 times smaller than observed, and even more during the winter at Lindenberg. Averaging the observations to the horizontal scale corresponding to the physical grid spacing of AROME (2.5 km) explains 70-80% of the underestimation by the model. Further averaging of the observations in the horizontal is required to match the model values for the standard deviation in vertical velocity. This indicates an effective horizontal resolution for the AROME model of at least 4 times the physically-defined grid spacing. The results illustrate the need for special treatment of sub-grid scale variability of vertical velocities in kilometer-scale atmospheric models, if processes such as aerosol-cloud interactions are to be included in the future

Kolmiulotteisen astian mallin tekeminen ja tulostus 3D-tekniikalla

Tiivistelmä. 3D-tulostus eli materiaalia lisäävä valmistus on moderni menetelmä valmistaa kolmiulotteisia kappaleita. 3D-tulostimelle tuodun CAD-mallin avulla tulostin valmistaa mallin mukaisen kappaleen kerros kerrokselta. Menetelmä on suhteellisen nopea, ja käytössä olevia valmistusmateriaaleja on useita. Kandidaatintyön tavoitteena oli tutustua 3D-tulostukseen ja sen antamiin mahdollisuuksiin prosessiteollisuudessa. Työ oli rajattu esittelemään muovien 3D-tulostusta. Työssä esiteltiin 3D-tulostamisen etuja, muovien tulostustekniikkaa sekä tulostusmateriaaleja. Teoreettiseen taustaan tutustumisen jälkeen tehtiin kokeellisena osana jo olemassa olevan vaahdotusastian mallintaminen sekä tulostus 3D-tekniikalla. Uuteen vaahdotusastiaan tehtiin muutamia muutoksia helpottamaan sen käyttöä ja tekemään siitä toimivampi. Valmistusmateriaaliksi valittiin ABS-muovi, joka sopi tilanteeseen parhaiten. Työn aikana käytiin läpi tarvittavat vaiheet, jotta ideasta saatiin aikaan valmis kappale 3D-tulostuksen avulla. Vaahdotusastian mallintaminen ja tulostaminen onnistuivat hyvin. Uudesta vaahdotusastiasta tuli sellainen kuin haluttiin ja laadun tarkkuus riitti käyttötarkoitukseen. 3D-tulostuksen käyttöä prosessiteollisuudessa tarkasteltiin ja muutamia käyttökohteita löytyi. Nämä eivät ole mitään teollisuutta mullistavaa, mutta kuitenkin elämää helpottavia sekä tarjoavat mahdollisuuksia kappaleiden uudenlaiseen muotoiluun

”Siellä on niin hyvä yhteishenki ja kukaan ei arvostele toisia”:Nilsiän musiikki- ja tanssileirin merkitys nuorille musiikinharrastajille ja -opiskelijoille

Tiivistelmä. Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee Nilsiän musiikki- ja tanssileirin merkitystä nuorille musiikinharrastajille ja -opiskelijoille. Tutkimuksessa on haastateltu viittä eri-ikäistä nuorta heidän leirikokemuksistaan. Kaikki nuoret opiskelevat tai harrastavat musiikkia ja ovat olleet monena vuonna Nilsiän musiikki- ja tanssileirillä. Aiempi musiikkileiritutkimus on hyvin vähäistä. Tutkimus on tapaustutkimus, jonka aineisto on kerätty teemahaastatteluilla. Aineiston analyysimenetelmänä toimi aineistolähtöinen sisällönanalyysi. Aiempien tutkimusten tavoin yhteisöllisyys, intensiivisyys, musiikillinen kehittyminen, esiintymiskokemus ja innostava oppimisympäristö ilmenivät musiikkileirin motiiveina myös tässä tutkimuksessa. Oppimisen, vapaa-ajan ja esiintymisjännityksen merkitys nuorille nousivat esiin uusina havaintoina tutkimuksessani. Tutkimustulosten mukaan Nilsiän musiikki- ja tanssileiri on tärkeä jokavuotinen tapahtuma nuorten elämässä. Leirin hyvä yhteishenki houkuttelee nuoria Nilsiään, jossa tavataan joka kesä vanhoja ja uusia leirikavereita musiikin parissa. Musiikkileirin yhteisöön kuuluminen vaikuttaa nuorten musiikillisen identiteetin kehitykseen. Uuden oppiminen, laadukas opetus sekä innostavat ja ammattitaitoiset opettajat ovat nuorten mielestä parasta leirissä. Konserteista saatava esiintymiskokemus ja opiskelua tukeva viihtyisä ympäristö merkitsevät myös paljon. Vapaa-ajalla on kiva viettää aikaa muiden samanhenkisten kavereiden kanssa pelaillen ja musisoiden. Haastatellut nuoret kertoivat, että Nilsiän musiikki- ja tanssileirillä ketään ei kiusata tai arvostella. Musiikkileirillä opiskelu eroaa muusta musiikinopiskelusta rentoudessa ja vapaudessa. Nuoret saavat vaikuttaa leirillä opiskeltavaan ohjelmistoon. Myös vahva yhteisöllisyys on merkittävä ero musiikkileirin ja muun musiikinopiskelun välillä. Musiikkileirillä nuoret pääsevät osallistumaan ryhmätunneille, yhtyeisiin ja bändeihin yhdessä muiden kanssa

Growing season precipitation in Finland under recent and projected climate

v2010okKA