Automated mesh production for limiter Wendelstein-7X configuration

A tool for automated mesh production for 3D multifluid plasma transport code Findif is presented. Mesh points for the code lie on magnetic field lines, which, in general, form a complicated tangle. Open field lines that end on solid parts of the machine are the source of difficulties. These lines are usually short and thousands of them are needed. A tool that helps to pick lines for the mesh that is described in this paper is based on calculation the distances of lines already admitted to the mesh and candidate ones. The results of the code run for the limiter configuration (OP-1.1 experimental phase) of the Wendelstein-7X device are shown here. Reasonably even coverage of space by points is achieved.Представлен трёхмерный код Findif для переноса многожидкостной модели плазмы как инструмент автоматизированного производства сетки. Сетка точек для кода лежит на магнитных силовых линиях, которые, вообще говоря, образуют сложную конфигурацию. Открытые силовые линии, которые ограничены твёрдыми частями механизма, являются источником сложностей. Эти линии, как правило, короткие, и нужны тысячи из них. Инструмент, который помогает подобрать линии для сетки, описан в этой статье и основан на вычислении расстояния линий уже допущенных к сетке и кандидатов из них. Представлены результаты прогона кода для конфигурации лимитера (OP-1.1 экспериментальная фаза) стелларатора Wendelstein-7X.Представлено тривимірний код Findif для перенесення багаторідинної моделі плазми як інструмент автоматизованого виробництва сітки. Сітка точок для коду лежить на магнітних силових лініях, які, взагалі кажучи, утворюють складну конфігурацію. Відкриті силові лінії, що обмежені твердими частинами механізма, є джерелом труднощів. Ці лінії, як правило, короткі, і потрібні тисячі з них. Інструмент, який допомагає підібрати лінії для сітки, описаний в цій статті і заснований на обчисленні відстані ліній вже допущених до сітки і кандидатів з них. Представлено результати прогону коду для конфігурації лимитера (OP-1.1 експериментальна фаза) стеларатора Wendelstein-7X

Direction-sensitive graphene flow sensor

Graphene flow sensors hold great prospects for applications, but also encounter many difficulties, such as unwanted electrochemical phenomena, low measurable signal and limited dependence on the flow direction. This study proposes a novel approach allowing for the detection of a flow direction-dependent electric signal in aqueous solutions of salts, acids and bases. The key element in the proposed solution is the use of a reference electrode which allows external gating of the graphene structure. Using external gating enables to enhance substantially the amplitude of the flow-generated signal. Simultaneous measurement of the reference electrode current allows us to recover a flow-direction-sensitive component of the flow-induced voltage in graphene. The obtained results are discussed in terms of the Coulomb interaction and other phenomena which can be present at the interface of graphene with the aqueous solution.Comment: 7 pages, 6 figure

Findif code simulations of OP-1.1 Wendelstein 7-X discharges

The current development state of the finite difference, multi-fluid, 3D plasma code Findif is detailed. The code was run on four meshes prepared for the OP-1.1 wall geometry of the Wendelstein 7-X stellarator. The meshes were produced for 4 magnetic configurations; two of them are finite-beta (non vacuum). The simulated volume covers plasma edge; the computations of limiter heat load distributions were the main goal. Plasma radiation was not taken into account.Докладно наведено поточну стадію розробки кінцево-різницевого тривимірного коду Findif для багаторідинної моделі плазми. Код було запущено на чотирьох сітках, підготовлених для геометрії стінки OP-1.1 стеларатора Wendelstein 7-X. Сітки згенеровано для 4-х магнітних конфігурацій, дві з яких – зі скінченним бета (не вакуум). Змодельований об’єм охоплює край плазми; основна мета полягає в розрахунках розподілів теплових навантажень на лімітер. Випромінювання плазми не враховувалося.Подробно изложена текущая стадия разработки конечно-разностного трехмерного кода Findif для многожидкостной модели плазмы. Код был запущен на четырех сетках, подготовленных для геометрии стенки OP-1.1 стелларатора Wendelstein 7-X. Сетки сгенерированы для 4-х магнитных конфигураций, две из которых – с конечным бета (не вакуум). Смоделированный объем охватывает край плазмы; основная цель заключается в расчетах распределений тепловых нагрузок на лимитер. Излучение плазмы не учитывалось

Excitonic luminescence of the I2_2-intercalated HfS2_2

Photoluminescence from bulk HfS$_2$ grown by the chemical vapor transport (CVT) method is reported. A series of emission lines is apparent at low temperature in the energy range of 1.4 - 1.5 eV. Two groups of the observed excitonic transitions followed by their replicas involving acoustic and optical phonons are distinguished using classical intensity correlation analysis. The emission is attributed to the recombination of excitons bound to iodine (I$_2$) molecules intercalated between layers of HfS$_2$. The I$_2$ molecules are introduced to the crystal during the growth as halogen transport agents in the CVT growth process. Their presence in the crystal is confirmed by secondary ion mass spectroscopy.Comment: 5 pages, 6 figure

Consequence of one-electron oxidation and one-electron reduction for aniline

Quantum-chemical calculations were performed for all possible isomers of neutral aniline and its redox forms, and intramolecular proton-transfer (prototropy) accompanied by π-electron delocalization was analyzed. One-electron oxidation (PhNH2 – e → [PhNH2]+•) has no important effect on tautomeric preferences. The enamine tautomer is preferred for oxidized aniline similarly as for the neutral molecule. Dramatical changes take place when proceeding from neutral to reduced aniline. One-electron reduction (PhNH2 + e → [PhNH2]-•) favors the imine tautomer. Independently on the state of oxidation, π- and n-electrons are more delocalized for the enamine than imine tautomers. The change of the tautomeric preferences for reduced aniline may partially explain the origin of the CH tautomers for reduced nucleobases (cytosine, adenine, and guanine)

Wilgotność zagęszczania materiałów ilastych a właściwości hydrauliczne przesłon mineralnych składowisk odpadów

Municipal landfill cells as engineering constructions highly dangerous to the natural environment have to be isolated by liners in order to prevent the anthropogenic pollutants transport, together with eg landfill leachates. Mineral liners, properly prepared and compacted, sealing the bottom, sides and top of the landfills are one of the most popular manners of landfills isolation. The mineral liners are usually constructed of compacted clay soils to obtain, the required by Polish Decree of Minister of Environment of 3rd April 2013 and Council Directive 1999/31/EC of 26th April 1999 on the landfill of wastes, value of liner’s saturated hydraulic conductivity lower than 1·10–9 m·s–1. The value of hydraulic conductivity of saturated soils is directly affected by the conditions of soil compaction, especially the molding water content. This paper presents an attempt of determination of the effects of molding water content of a selected clay soil on its saturated hydraulic conductivity and hydraulic properties of the sealing liner, constructed according to the actual standards, of the compacted clay material. Range of our studies covered the in situ and laboratory measurements as well as numerical modeling. Saturated hydraulic conductivity under natural conditions was measured by BAT probe, (GeoNordic) while the hydraulic conductivity of the compacted clay soils was tested by Humboldt Mfg. Co. permeameters for compacted soils, according to ASTM D5856. The assessment of hydraulic properties of a liner made of the clay material under study was performed by the method of numerical modeling of infiltration process with the assumed value of groundwater head with application of the FEFLOW, DHI-WASY modeling software. The lacking validation of our modeling attempt influences the fact that our studies should be treated as preliminary.Składowiska odpadów jako szczególnie uciążliwe dla środowiska budowle inżynierskie muszą być izolowane przesłonami w celu zapobiegania rozprzestrzeniania się wraz z m.in. odciekami zanieczyszczeń antropogenicznych pochodzących ze składowiska. Jednym ze sposobów zapewniania izolacji składowisk są przesłony mineralne odpowiednio przygotowane i zagęszczone, zabezpieczające dno, boki oraz powierzchnię składowiska. Przesłony minerale są najczęściej wykonywane z odpowiednio zagęszczonych gruntów ilastych, tak aby, zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 30 kwietnia 2013 r. w sprawie składowisk odpadów oraz Council Directive 1999/31/EC z 26 kwietnia 1999 w sprawie składowania odpadów, przepuszczalność hydrauliczna przesłony była niższa niż 1·10–9 m·s–1. Bezpośredni wpływ na wartość współczynnika przewodnictwa wodnego w stanie pełnego nasycenia mają warunki, w których przeprowadzane jest zagęszczenie gruntu, a dokładnie wilgotność ośrodka porowatego w czasie zagęszczania. Praca niniejsza przedstawia próbę określenia wpływu wilgotności zagęszczania wybranych gruntów ilastych na ich przepuszczalność w stanie pełnego nasycenia oraz właściwości hydrauliczne wykonanej z nich, zgodnie z obowiązującym stanem prawnym, przesłony składowiska odpadów. Zakres pracy obejmował badania terenowe, laboratoryjne oraz modelowe. Przewodnictwo hydrauliczne gruntów w stanie naturalnym określono za pomocą polowej sondy BAT, GeoNordic, przewodnictwo zaś w stanie pełnego nasycenia po zagęszczeniu mierzono za pomocą przepuszczalnościomierzy Humboldt Mfg. Co. do gruntów zagęszczonych wg ASTM D5856-95. Ocenę właściwości hydraulicznych przesłon wykonanych z badanych materiałów ilastych zrealizowano poprzez modelowanie numeryczne procesu infiltracji przy zadanej wysokości naporu wód gruntowych zrealizowane za pomocą programu obliczeniowego FEFLOW, DHI-WASY. Ze względu na brak walidacji modelu otrzymane wyniki należy traktować jako wyniki badań wstępnych

Wpływ wilgotności zagęszczania materiałów ilastych na właściwości hydrauliczne przesłon mineralnych składowisk odpadów

According to the actual standards, municipal landfill cells, as highly dangerous to the natural environment, have to be isolated from the environment by liners in order to prevent the migration of anthropogenic pollutants. The properly prepared mineral liners sealing the top, sides and bottom of landfill limiting water infiltration to waste body and leachate seepage are the popular manner of landfills isolation. The mineral liners are usually constructed of compacted clay soils to obtain, the required value of the sealing layer saturated hydraulic conductivity lower than 1·10–9 m s–1. The value of hydraulic conductivity of saturated soil is directly affected by the molding water content during compaction. Additionally, the sustainability of clay liners is highly related to its shrinkage and swelling properties. This paper presents researches concerning the effects of molding water content of selected clay soil on saturated hydraulic conductivity and shrinkage/swelling properties of compacted soil as well as hydraulic properties of the top sealing liner, constructed according to the actual standards, of compacted clay material. Range of our studies covered the laboratory and field measurements as well as numerical modeling. Saturated hydraulic conductivity under the natural field conditions was measured by BAT probe, GeoNordic, hydraulic conductivity of the compacted clay soils was tested in the laboratory by Humboldt Mfg. Co. permeameters for compacted soils, according to ASTM D5856. Water retention characteristics of compacted soil in range of 0-15 bar were determined by application of sand box and pressure chambers with ceramic plates methods. The assessment of hydraulic properties of liner made of clay materials was performed for the 2012 hydrologic year by the method of numerical modeling of infiltration process for a selected section of landfill top cover constructed in Rastorf, Germany, adjusted to Polish standards. The numerical calculations were performed in FEFLOW, DHI-WASY modeling software.Zgodnie z aktualnymi wymogami prawnymi, składowiska odpadów jako szczególnie niebezpieczne dla środowiska muszą być izolowane przesłonami w celu zapobiegania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń antropogenicznych. Jednym ze sposobów zapewniania izolacji składowisk są odpowiednio przygotowane i zagęszczone przesłony mineralne, zabezpieczające pokrywę oraz dno i boki składowiska. Przesłony mineralne są najczęściej wykonywane z odpowiednio zagęszczonych gruntów ilastych, tak aby przepuszczalność hydrauliczna warstwy ekranującej była niższa niż 1·10–9 m·s–1. Wartość współczynnika przewodnictwa wodnego gruntu w stanie pełnego nasycenia zależy bezpośrednio od wilgotności ośrodka porowatego w czasie zagęszczania. Dodatkowo, żywotność i efektywność przesłon ilastych jest bezpośrednio uzależniona od charakterystyki skurczu i pęcznienia materiału ilastego. Niniejsza praca przedstawia próbę określenia wpływu wilgotności zagęszczania wybranego gruntu ilastego na przepuszczalność w stanie pełnego nasycenia, potencjał skurczu i pęcznienia gruntu oraz właściwości hydrauliczne przesłony składowiska odpadów wykonanej z zagęszczonego gruntu ilastego, zgodnie z obowiązującym stanem prawnym. Zakres pracy obejmował badania laboratoryjne, terenowe oraz modelowe. Przewodnictwo hydrauliczne gruntów w stanie naturalnym określono za pomocą polowej sondy BAT, GeoNordic, przewodnictwo zaś w stanie pełnego nasycenia po zagęszczeniu wyznaczono za pomocą przepuszczalnościomierzy Humboldt Mfg. Co. do gruntów zagęszczonych wg ASTM D5856. Charakterystykę retencyjną zagęszczonych gruntów w zakresie 0-15 bar wyznaczono za pomocą metody bloku pyłowego oraz komór ciśnieniowych z płytami ceramicznymi. Ocenę właściwości hydraulicznych przesłon wykonanych z badanych materiałów ilastych zrealizowano dla roku hydrologicznego 2012 poprzez modelowanie numeryczne procesu infiltracji przez wybrany fragment przykrycia składowiska odpadów w Rastorf, Niemcy, dostosowany do polskich wymagań prawnych. Badania symulacyjne przeprowadzono za pomocą programu obliczeniowego FEFLOW, DHI-WASY