Szemcsés anyagok sztatikus és dinamikai szerkezete = Static and dynamical structure of granular materials

Számítógépes szimulációkkal vizsgáltuk a mágneses szemcsék lavináinak tulajdonságait. A rendszert a mágneses és a gravitációs kölcsönhatás erősségének f hányadosa jellemzi. A rézsűszög és a felületi durvaság lineárisan változik f-fel. Hasonlóan a kohézív rendszerekhez, a lavinadinamika szempontjából két tartomány figyelhető meg. Tanulmányoztuk a nyírási sávok kialakulását három dimenzióban, triaxiális elrendezésben. Kidolgoztuk a nyírási sávok numerikus azonosításának technikáját. Szimmetriasértő sávokat találtunk, amennyiben a külső kényszer ezeket nem akadályozta meg. A kísérletekkel egyezésben elmozdulási keményedést azonosítottunk. A sávon belül kritikus sűrűség áll be, amelynek végtelen súrlódáshoz tartozó határértéke csak a szemcsék alakjától függ. Általánosítottuk korábbi, nyírási sávokra vonatkozó elméletünket. Az új modell a kísérletekkel kiváló egyezésben írja le a módosított Couette?cellás kísérleteket. Megjósoltuk és szimulációval igazoltuk, hogy különböző súrlódású közegek határán a fénytöréshez hasonló nyírási sáv refrakció következik be. Vizsgáltuk, hogy torlódott állapotú rendszer perturbációjának hatását. Hatványfüggvény-szerű lecsengést találtunk az elmozdulási térben, ahol az exponens a súrlódás nem triviális függvénye, hasonlóan az elmozdulást kiváltó kritikus erő nagyságához és a behatolási mélységhez. Ezt a nem-monoton kapcsolatot összefüggésbe hoztuk a korábban, a sztatikus erőhálózatokban talált fluktuációk súrlódás-függésével. | Using computer simulations we studied the properties of avalanches of magnetic grains. The system is characterized by the ratio f of the magnetic and gravitational interaction. The angle of repose and the surface roughness vary linearly with f. Similarly to cohesive systems, we could distinguish two regimes from the point of view of the avalanche dynamics. We investigated the formation of shear bands in three dimensional axisymmetric arrangement. We constructed the techniques of identifying the sear bands. We found symmetry breaking bands whenever the external constraints did not hinder them. In agreement with experiments we found strain hardening. Within the band a critical density developed, which, in the infinite friction limit, had a value depending only on the shape of the grains. We generalized our earlier theory of the shear bands. The new model describes the experiments in the modified Couette-cell excellently. We predicted and proved by simulations that on the boundary of two media with different frictions refraction of shear bands takes place, similarly to the refraction of light. We investigated the effects of perturbations of the jammed state. We found power law decay in the displacement field where the exponent is a non-trivial function of the friction, similarly to the critical force and the penetration depth. These non-monotonic dependences were related to the friction-dependence of fluctuations in the force network found earlier static packings

Szemcsés anyagok szimulációja molekuláris dinamikával = Simulation of granular materials by molecular dynamics

1. Sikerült megmutatni, hogy a felül nyitott falakkal rekeszekre osztott konténerben rázott szemcsés anyag viselkedésének leírására használt modell (a kisérleteket a Maxwell démon szemléltetésére végeztek el) egy általános statisztikus fizikai modellel azonos és így egyből alkalmazhatő fázisdiagramok meghatározására. 2. Három dimenziós triaxiális nyírás szimulálásával megmutattuk, hogy a nyírás módjától és a minta tulajdonságaitól függően milyen nyírási sáv morfológiák alakulhatnak ki. Emellett megmutattuk, hogy a kezdeti feltételektől függetlenül a nyírási sávban egy kritikus kitöltöttség alakul ki, ami a részecskék közti súrlódási együtthatótól függ. 3. Bevezettünk egy sztochasztikus, mezoszkopikus modellt, amely alkalmas kvázi sztatikus nyírás során fellépő elmozdulás- és kitöltöttségprofil leírására. A módosított Couette cellában létrejövő nyírási zónák alakján próbáltuk ki, mivel egyrészt erre még nem volt elmáéleti magyarázat másrészt viszont részletes kisérleti adatok álltak rendelkezésre. A modellt más esetekben is sikerrel próbáltuk ki, ezen eredmények még publikálás alatt van. 4. A fenti model alapjául szolgáló elvet sikerült kétdimenziós biaxiális nyírásra is alkalmazni, és leírni az ott előforduló nyírási sáv konfigurációkat és magyarázatot adni a szimulációkban és kisérletekben megfigyelhető feszültséghullámzásokra. | 1. We showed that the model used to describe the behaviour of the granular material shaken in a container with open top bins (originally used to show Maxwell daemon) belongs to the class of a model of statistical physics. The solution already present in that field permitted the immediate calculation of phase diagrams. 2. By simulating 3 dimensional triaxial shear we showed how the shear band morphologies depend on the way of shear and the initial sample preparation. The volume fraction inside the shear bands is constant independent of the shear method and the initial conditions. 3. We developed a stochastic, mesoscopic model which is capable of describing the displacement, volume fraction field during quasi static shear. We tried it on the modified Couette cell where no other theory was able to describe the results of the experiments and good quality data was available. We also applied the model on other geometries successfully. The publication of these results is under way. 4. The principle which is the basis of the above model was also used successfully to the two dimensional biaxial shear where we could describe and predict the shear band configurations and the stress fluctuations

Sampling networks by nodal attributes

In a social network individuals or nodes connect to other nodes by choosing one of the channels of communication at a time to re-establish the existing social links. Since available data sets are usually restricted to a limited number of channels or layers, these autonomous decision making processes by the nodes constitute the sampling of a multiplex network leading to just one (though very important) example of sampling bias caused by the behavior of the nodes. We develop a general setting to get insight and understand the class of network sampling models, where the probability of sampling a link in the original network depends on the attributes $h$ of its adjacent nodes. Assuming that the nodal attributes are independently drawn from an arbitrary distribution $\rho(h)$ and that the sampling probability $r(h_i , h_j)$ for a link $ij$ of nodal attributes $h_i$ and $h_j$ is also arbitrary, we derive exact analytic expressions of the sampled network for such network characteristics as the degree distribution, degree correlation, and clustering spectrum. The properties of the sampled network turn out to be sums of quantities for the original network topology weighted by the factors stemming from the sampling. Based on our analysis, we find that the sampled network may have sampling-induced network properties that are absent in the original network, which implies the potential risk of a naive generalization of the results of the sample to the entire original network. We also consider the case, when neighboring nodes have correlated attributes to show how to generalize our formalism for such sampling bias and we get good agreement between the analytic results and the numerical simulations.Comment: 11 pages, 5 figure

Multilayer weighted social network model

Recent empirical studies using large-scale data sets have validated the Granovetter hypothesis on the structure of the society in that there are strongly wired communities connected by weak ties. However, as interaction between individuals takes place in diverse contexts, these communities turn out to be overlapping. This implies that the society has a multilayered structure, where the layers represent the different contexts. To model this structure we begin with a single-layer weighted social network (WSN) model showing the Granovetterian structure. We find that when merging such WSN models, a sufficient amount of interlayer correlation is needed to maintain the relationship between topology and link weights, while these correlations destroy the enhancement in the community overlap due to multiple layers. To resolve this, we devise a geographic multilayer WSN model, where the indirect interlayer correlations due to the geographic constraints of individuals enhance the overlaps between the communities and, at the same time, the Granovetterian structure is preserved.Comment: 9 pages, 9 figure

Depigmented wing patch size is a condition-dependent indicator of viability in male collared flycatchers

Honesty of sexual advertisement is thought to be the result of signalling costs. Because production costs of depigmented plumage patches are probably very low, their role as honest signals of individual quality has been questioned. Costs of bearing these traits, however, should also be taken into account. Studies on proximate determination and possible information content of white badges are very rare. We investigated repeatability, sensu lato heritability, and condition- and age-dependence of white wing patch size, a male display trait in a population of collared flycatchers (Ficedula albicollis), based on 4 years of data. By comparing relationships between age and wing patch size (1) within individuals among years versus (2) among individuals within years, we could address the viability indicator value of the trait. Wing patch size approximately doubled at the transition from subadult to adult plumage, and its change was significantly related to body condition the previous season. Repeatability and heritability values suggest that the trait is informative already in subadult plumage, and that genetic and early environmental effects are important in its determination, the latter only during the first year of life. Thus, wing patch size can act as a condition-dependent signal of genetic quality. Indeed, discrepancy between results from the horizontal and vertical age-dependence approaches shows that the trait was positively related to expected lifespan. After examining several alternative explanations, we conclude that wing patch size indicates genetically based viability. This is the first study to demonstrate a good genes viability benefit conferred by a depigmented plumage patch

Effect of timing and female quality on clutch size in the Collared Flycatcher Ficedula albicollis

Capsule: Laying date and female age appear to be related to clutch size. Aims: To test two hypotheses ('date' and 'quality'), which might explain why fewer eggs are laid late in the season. Methods: Four years of data and multivariate analysis were used to test the effects of timing of breeding and female quality reflected by morphological variables and age on clutch size in the Collared Flycatcher Ficedula albicollis. We estimated food supply during parental care by measuring diet composition of nestlings. Results: We distinguished the independent effects of date and age of females on clutch size. The type of prey fed to nestlings was different early and late in the season. Hence food supply during the nestling care period may be a limiting environmental factor that indirectly determines clutch size. Conclusion: Our results are consistent with the predictions of the date hypothesis, but the quality hypothesis was also partially supported. Depending on year effects, 30-50% of the variance in clutch size may be related to the timing of breeding and an additional 5-10% may be due to quality (age) differences between early- and late-breeding birds

Kőolajkiszorítás vízoldható felületaktív anyagokkal = A low-tension waterflooding

A kis határfelületi feszültséget biztosító környezetben kialakuló O/V típusú emulziókban kialakuló polidiszperz részecskék porózus közegekben létrejövő gravitációs feláramlásának vizsgálata nagy áteresztőképességű függőleges homokágyak és közepes áteresztőképességű kőzetmagok felhasználásával légköri viszonyokon történt. A folyamat jellemzésére a tetőn kialakuló olajöv relatív hosszának időbeli változás és az így nyert szegregációs görbe tapasztalt diszkontinuitásai szolgáltak. Vizsgálatuk három egymást követő pszeudofázis megjelenését jelezte, amelyekhez csökkenő olajtartalom, átlagos cseppméret és szegregációs sebesség tartozik. A porózus oszlop magasságától függően megfigyelt változásukat a pórusok szűkületeinek többszörösen ismétlődő diszpergáló hatása magyarázza. A viszkózus és gravitációs erők együttes hatásának tanulmányozása párhuzamos üveglapok között elhelyezkedő homokágyakban és üvegcsövek homoktöltetében végzett vízszintes irányú kiszorítási kísérletekkel történt. Megfigyelhető volt, hogy az olajpad kialakulásában és előrehaladásában a pszeudofázisok és a mozgékonyság egy mástól függő változása, valamint a folyamatos és dugós kiszorítás különböző kihozatalt előidéző hatása jut kifejezésre. Az ágyon belül a helyi heterogenitás az olajpad szakadását, több pad elkülönülését és ezek egyedi áramlását idézi elő. A tetőn megjelenő olaj csapdázódása a kis áteresztőképességű betelepülések közötti zónákban a kihozatal jelentős csökkenését okozhatja. | The gravity induced upward flow of polydispersed oil particles in O/W emulsions through porous media at low-tension and atmospheric conditions was studied in high permeability vertical sand packs and medium permeability short cores. The process was characterized by the time-dependent relative increase in the oil belt formed at the top of the porous columns and the discontinuities of he segregation curve obtained. Their analysis revealed the subsequent appearance of three pseudophases that contain a decreasing oil content, average size of ganglia and velocity of blobs. The repeated dispersive effect of the pore necks explains the observed change with the height of the porous column. The joint effect of the viscous and gravity forces was studied by horizontal displacement tests in porous beds between parallel glass plates and tubes. It was found that the development and progress of the oil belt reflects the contribution of the pseudophases that also affects the change of the mobility within the oil bank. It was observed, too, that the stability of the bank could be maintained only in relatively homogeneous beds. Local heterogeneities within the bed could result in splitting, formation and individual migration of multiple banks. The entrapment between low permeability embedments at the top could seriously influence the recovery of the segregating oil

A járműbeszerzés egyes kérdései a közforgalmú közúti személyszállításban

Hazánk városi és városközi forgalmának jelentős szereplője az autóbusz. Cikkünkben szeretnénk megmutatni, hogy a járművek üzemeltetése minden téren költségvonzattal jár, éppen ezért egy optimális megoldást kell keresnünk, hogy ezt a költséget minimalizálni tudjuk. Célunk az új buszok költség és amortizációs függvényének felállítása. Hazai vállalataink is igyekeznek ezt a célt megvalósítani, ám ez szűkös anyagi erőforrásaik miatt csak korlátozottan lehetséges. Új jármű beszerzésekor nagyon sok szempontot kell figyelembe venni. A választást az anyagi lehetőségek korlátozzák. Cikkünk eredményeként kiemelhető, hogy a jelenlegi nemzetgazdasági helyzet miatt hazánkban autóbuszainkat a gazdaságos időtartamnál jóval hosszabb ideig használjuk, az újabb buszok beszerzése sajnálatosan késik, s mind ez a közlekedési vállalataink veszteségeit jelentősen növeli