The partition function versus boundary conditions and confinement in the Yang-Mills theory

We analyse dependence of the partition function on the boundary condition for the longitudinal component of the electric field strength in gauge field theories. In a physical gauge the Gauss law constraint may be resolved explicitly expressing this component via an integral of the physical transversal variables. In particular, we study quantum electrodynamics with an external charge and SU(2) gluodynamics. We find that only a charge distribution slowly decreasing at spatial infinity can produce a nontrivial dependence in the Abelian theory. However, in gluodynamics for temperatures below some critical value the partition function acquires a delta-function like dependence on the boundary condition, which leads to colour confinement.Comment: 14 pages, RevTeX, submitted to Phys. Rev.

A node-based smoothed conforming point interpolation method (NS-CPIM) for elasticity problems

This paper formulates a node-based smoothed conforming point interpolation method (NS-CPIM) for solid mechanics. In the proposed NS-CPIM, the higher order conforming PIM shape functions (CPIM) have been constructed to produce a continuous and piecewise quadratic displacement field over the whole problem domain, whereby the smoothed strain field was obtained through smoothing operation over each smoothing domain associated with domain nodes. The smoothed Galerkin weak form was then developed to create the discretized system equations. Numerical studies have demonstrated the following good properties: NS-CPIM (1) can pass both standard and quadratic patch test; (2) provides an upper bound of strain energy; (3) avoid the volumetric locking; (4) provides the higher accuracy than those in the node-based smoothed schemes of the original PIMs

Anti-corrosion ceramic coatings on the surface of Nd-Fe-B repelling magnets

The results of vacuum-arc deposition of thin ZrO₂coatings to protect the surface of Nd-Fe-B permanent magnets used as repelling devices in orthodontics are presented. The structure, phase composition and mechanical properties of zirconium dioxide films have been investigated by means of SEM, XRD, EDX, XRF and nanoindentation method. It was revealed the formation of polycrystalline ZrO₂ films of monoclinic modification with average grain size 25 nm. The influence of the ZrO₂ coating in terms of its barrier properties for corrosion in quasi-physiological 0.9 NaCl solution has been studied. Electrochemical measurements indicated good barrier properties of the coating on specimens in the physiological solution environment

Conformational transitions of heteropolymers in dilute solutions

In this paper we extend the Gaussian self-consistent method to permit study of the equilibrium and kinetics of conformational transitions for heteropolymers with any given primary sequence. The kinetic equations earlier derived by us are transformed to a form containing only the mean squared distances between pairs of monomers. These equations are further expressed in terms of instantaneous gradients of the variational free energy. The method allowed us to study exhaustively the stability and conformational structure of some periodic and random aperiodic sequences. A typical phase diagram of a fairly long amphiphilic heteropolymer chain is found to contain phases of the extended coil, the homogeneous globule, the micro-phase separated globule, and a large number of frustrated states, which result in conformational phases of the random coil and the frozen globule. We have also found that for a certain class of sequences the frustrated phases are suppressed. The kinetics of folding from the extended coil to the globule proceeds through non-equilibrium states possessing locally compacted, but partially misfolded and frustrated, structure. This results in a rather complicated multistep kinetic process typical of glassy systems.Comment: 15 pages, RevTeX, 20 ps figures, accepted for publication in Phys. Rev.

Stiffness modelling of parallelogram-based parallel manipulators

International audienceThe paper presents a methodology to enhance the stiffness analysis of parallel manipulators with parallelogram-based linkage. It directly takes into account the influence of the external loading and allows computing both the non-linear ``load-deflection" relation and relevant rank-deficient stiffness matrix. An equivalent bar-type pseudo-rigid model is also proposed to describe the parallelogram stiffness by means of five mutually coupled virtual springs. The contributions of this paper are highlighted with a parallelogram-type linkage used in a manipulator from the Orthoglide family

MODERNIZATION OF PRACTICAL AND EDUCATIONAL METHODS IN THE SYSTEM OF EDUCATIONAL INSTITUTIONS FOR EXAMPLE "SCHOOL GREEN FARM"

Враховуючи попередній досвід у цьому напрямку і проблеми, з якими зіткнулися управління житлово-комунальних господарств з кадрового потенціалу щодо фахівців з озеленення прибудинкових територій сельбищної зони міста, запропоновано навчальним закладам питання проходження виробничої переддипломної практики вирішувати нетрадиційними, новаторськими методами, до яких зокрема належать: створення студентських (реальних і віртуальних) підприємств, на базі яких студент 1-го курсу проходив би як пасивну, так і активну практику. В Україні існують державні організації "Регіональні фонди підтримки підприємництва", метою яких є реалізація національної, обласної та місцевих програм розвитку малого підприємництва. Фонди проводять безкоштовні для учнівської молоді навчання, тренінги-семінари і консультації з проблем малого та середнього бізнесу. Роботу фонду в цьому напрямку проводять з учнями старших класів ЗОШ і студентами ВНЗ. Почавши плідну роботу з фондом, студенти отримують можливість придбати практичні навички роботи в певній галузі і на основі здобутих знань і умінь розпочати власний бізнес, управляти як наймані працівники, спираючись на набутий досвід і відповідний сертифікат, який видає "Ресурсний центр" фонду. Також студенти можуть використовувати цей досвід для написання курсових і дипломних робіт. Плідна і ділова співпраця під час канікул дає змогу студентам продовжити практичну діяльність як стажистів на підприємствах, в яких вони працювали терміном від 0,5 до 1 року з отриманням сертифікату європейського зразка. Такий документ є певною гарантією працевлаштування після закінчення ВНЗ. Для студентів, батьки яких проживають у сільській місцевості, практичну діяльність можна спрямувати на аграрний або інший бізнес на базі сімейного господарства і ресурсів сім'ї. Розглянуті варіанти дають реальну можливість за період навчання набути певного практичного досвіду, який зніме проблему з проходженням навчальних практик і дасть той потрібний досвід, який, зазвичай, вимагають роботодавці під час прийому на роботу після закінчення ВНЗ.Учитывая предыдущий опыт в данном направлении и проблемы, с которыми столкнулись управления жилищно-коммунальных хозяйств по кадровому потенциалу относительно специалистов по озеленению придомовых территорий селитебной зоны города, предложено учебным заведениям вопросы прохождения производственной, преддипломной практики решать нетрадиционными, новаторскими методами, к которым в частности относятся: создание студенческих (реальных и виртуальных) предприятий, на базе которых студент с 1-го курса проходил бы как пассивную, так и активную практику. В Украине существуют государственные организации "Региональные фонды поддержки предпринимательства", целью которых является реализация национальной, областной и местных программ по развитию малого предпринимательства. Фонды проводят бесплатные для учащейся молодежи обучение, тренинги-семинары и консультации по проблемам малого и среднего бизнеса. Работа фонда в данном направлении проводится с учащимися старших классов СОШ и студентами вузов. Начав плодотворную работу с фондом, студенты получают возможность приобрести практические навыки в работе определенной отрасли и на основе полученных знаний и умений начать собственный бизнес, управлять как наемные работники, опираясь на полученный опыт и соответствующий сертификат, который выдает "Ресурсный центр" фонда. Также студенты могут использовать данный опыт для написания курсовых и дипломных работ. Плодотворное и деловое сотрудничество во время каникул позволяет студентам продолжить практическую деятельность как стажеров на предприятиях, в которых они работали сроком от 0,5 до 1 года с получением сертификата европейского образца. Такой документ является определенной гарантией трудоустройства после окончания вуза. Для студентов, родители которых проживают в сельской местности, практическую деятельность можно направить на аграрный или другой бизнес на базе семейного хозяйства и ресурсов семьи. Рассмотренные варианты дают реальную возможность за период обучения получить определенный практический опыт, который снимет проблему с прохождением учебных практик и даст тот необходимый опыт, который, как правило, требуют работодатели при приеме на работу после окончания вуза.Taking into account the previous experience and the problem with the management of the housing has on the staff potential concening planting trees in the local areas at the city, we offer educational institutions to solve the problems of practical training and undergraduate practice with uncouventional innovative methods, which include:creation of studentі real and virtual enterprises where the freshmen would have passive and active practice. Modern legistative fromework allows to do it on the conditions which prove that this activity is educational and unorofitadle; in Ukraine there are state organizations "Regional supporfive funds for free enterprise". The aim of this fund in the realization of the national regional and local programs on development of small business. The fund gives free seminars and consultations on the problems of small and medium business. This work is held with senior pupils and students. Working with the fund a student has an opportunity to get practical skills in a definite field. Having got a certificate from "Resource center" of the fund. He can start and run his own business using his skills and knowledge. He can also use his experience to write a course and graduate work; educational institution can cooperate with secondary schools. Using their knowledge and skills students can organize educational enterprise signing an agreement on seasonal and permanent work with the school administration; the campaigns to involve students in practical work abroad are being held. This experience is very useful for gaining practical skills and getting advanced information about modern technologies in different fields. This fruitful work during holidays allows students to go on their practical activity as trainees and get a European certificate. This document fully guarantees being applied for a job after graduating an educational institution. For students whose parents live in the country can work in agricultural family business: a) they can grow fruits, vegetables or plants for landscape design; b) if their parents live near busy highways, student can open place for tourists have meal and rest; c) if the student's parents live in a beautiful place, students can start their own business on village tourism. Everything mentioned above can give students an opportunity to get an experience which is necessary when they apply for a job. During summer holidays some students and pupils stay in towns and cities. They can help to plant trees and flowers in local areas and look after them. Students who have already gained some knowledge can work as managers, cooperating with school administration and evolving pupils in some useful work

Метаболічний профіль та вміст біополімерів сполучної тканини в сироватці крові кнурів-плідників за різного режиму репродуктивного навантаження

It is necessary to carry out not only the evaluation of sexual activity of breeder boars and the quality of their sperm, but carefully investigate the metabolic status by laboratory methods during the medical examination. It helps to determine the optimal parameters for the implementation of the reproductive potential of the breeder boars. Biochemical methods of research can establish imbalance in metabolism, the nature and localization of cytolytic processes by the degree of enzymes activity in serum. However, in order to detect inflammatory or destructive changes in the connective tissue structures, in particular the musculoskeletal system, the most informative indexes will be biopolymers of the connective tissue – glycoproteins and proteoglycans. The results of a complex examination of clinically healthy breeder boars with different regime of their production use, which includes an extended set of biochemical tests with the determination of glycoprotein, chondroitin sulfate, total glycosaminoglycans and their fractions, are presented in this paper. It was found that the level of such parameters as the total protein and its fractions, urea, aspartate and alanine aminotransferase activity, and the MB fraction of creatine phosphokinase did not have any significant differences. For breeder boars that were used in reproductive events irregularly (group I), there was an indicative higher level of creatinine and glycosaminoglycans. In animals with regular use as the herd (group II), the level of creatinine and fractions of glycosaminoglycans (GAG) was lower, but there was an increasing in cholesterol, β-lipoproteins, and activity of total creatine phosphokinase. The probable difference in these indicators can be explained by the difference in the intensity of the energy metabolism processes in muscle tissue. Indeed, during long-term hard work of skeletal muscles, not only glycogen stores are used, but also the use of lipids is of great importance. In addition, the raising of cholesterol and β-lipoproteins may be due to their active involvement in the synthesis of steroid hormones. Increasing the activity of total creatine phosphokinase in blood serum of animals with the intensive use in technology probably is the evidence of severe physical activity and the development of destructive processes in muscle tissue (hyperenzymemia is detected in early stages of myopathy). The absence of the most inflammatory processes was evidenced by the unchanged level of serum glycoproteins, which are known as the acute phase tests. Differences in the parameters of the state of connective tissue were determined at the levels of general GAG, their I and III fractions (chondroitin-6-sulfate and heparan sulfate, respectively). In the first group of boars, there was a higher level of I fraction of GAG, that indicated a significant load on the joints' cartilages and the gradual development of destructive processes in them. About the III fraction of GAG, an increasing of their blood content could indicate the reaction of the vascular flow, changes in ventilation of the lungs, the course of anti-inflammatory processes in animals with the appearance of intense physical activity.Для встановлення оптимальних параметрів реалізації репродуктивного потенціалу кнурів-плідників потрібно проводити не тільки оцінку його статевої активності та якості сперми, а й ретельно досліджувати метаболічний статус за допомогою лабораторних методів під час диспансеризації. Біохімічними методами дослідження можна встановити дисбаланс в обмінах речовин, характер та локалізацію цитолітичних процесів за ступенем активності ензимів у сироватці крові. Але з метою виявлення запальних чи деструктивних змін у сполучно-тканинних структурах, зокрема опорно-руховому апараті, найбільш інформативними показниками будуть біополімери сполучної тканини – глікопротеїни та протеоглікани. У даній роботі наведені результати комплексного обстеження клінічно здорових кнурів-плідників із різним режимом виробничого використання, до якого увійшов розширений комплекс біохімічних тестів із визначенням рівня глікопротеїнів, хондроїтинсульфатів, загальних глікозаміногліканів та їхніх фракцій. Встановлено, що рівень таких показників, як загальний білок та його фракції, сечовина, активність аспартат- та аланінамінотрансферази, МВ-фракції креатинфосфокінази не мали вірогідних змін. Для кнурів-плідників, що використовувалися у репродуктивних заходах нерегулярно (І група), був показовим більший рівень креатиніну та показників глікозаміногліканограми. У тварин з регулярною технологією використання як плідників (ІІ група) рівень креатиніну та фракцій глікозаміногліканів (ГАГ) був нижчим, але відбувалося підвищення рівня холестеролу, β-ліпопротеїнів, активності загальної креатинфосфокінази в сироватці крові. Вірогідну різницю у цих показниках можна пояснити різницею ступеня інтенсивності процесів енергетичного обміну в м’язовій тканині. Адже за довготривалої напруженої роботи скелетних м’язів використовуються не тільки запаси глікогену, а й великого значення набуває використання ліпідів. До того ж зростання холестеролу та β-ліпопротеїнів може бути наслідком активного їх залучення до синтезу стероїдних гормонів. Підвищення активності загальної креатинфосфокінази у сироватці крові тварин з інтенсивною технологією використання, найімовірніше, є свідченням важкої фізичної роботи та розвитку деструктивних процесів у м’язовій тканині (гіперферментемія виявляється на ранніх стадіях міопатій). Про відсутність саме запальних процесів свідчив незмінений рівень глікопротеїнів сироватки крові, які, як відомо, відносяться до гострофазових тестів. Різниці в показниках стану сполучної тканини визначалися у рівнях загальних ГАГ, їх І та ІІІ фракцій (хондроїтин-6-сульфату та гепаран-сульфату відповідно). У кнурів І групи був більшим рівень І фракцій ГАГ, що вказувало на значне навантаження на хрящі суглобів та поступовий розвиток у них деструктивних процесів. Щодо ІІІ фракції ГАГ, підвищення її вмісту в крові могло свідчити про реакцію судинного річища, зміни у вентиляції легень, перебіг протизапальних процесів у тварин при появі інтенсивного фізичного навантаження

An experimental model of episodic gas release through fracture of fluid confined within a pressurized elastic reservoir

We present new experiments that identify a mechanism for episodic release of gas from a pressurized, deformable reservoir confined by a clay seal, as a result of the transition from bulk deformation to channel growth through the clay. Air is injected into the center of a thin cylindrical cell initially filled with a mixture of bentonite clay and water. For sufficiently dry mixtures, the pressure initially increases with little volume change. On reaching the yield stress of the clay‐water mixture, the lid of the cell then deforms elastically and an air‐filled void forms in the center of the cell as the clay is driven radially outward. With continued supply of air, the pressure continues to increase until reaching the fracture strength of the clay. A fracture‐like channel then forms and migrates to the outer edge of the cell, enabling the air to escape. The pressure then falls, and the clay flows back toward the center of the cell and seals the channel so the cycle can repeat. The phenomena may be relevant at mud volcanoes

Porous Superhydrophobic Membranes: Hydrodynamic Anomaly in Oscillating Flows

We have fabricated and characterized a novel superhydrophobic system, a mesh-like porous superhydrophobic membrane with solid area fraction $\Phi_s$, which can maintain intimate contact with outside air and water reservoirs simultaneously. Oscillatory hydrodynamic measurements on porous superhydrophobic membranes as a function of $\Phi_s$ reveal surprising effects. The hydrodynamic mass oscillating in-phase with the membranes stays constant for $0.9\le\Phi_s\le1$, but drops precipitously for $\Phi_s < 0.9$. The viscous friction shows a similar drop after a slow initial decrease proportional to $\Phi_s$. We attribute these effects to the percolation of a stable Knudsen layer of air at the interface.Comment: 5 pages, 3 figure