Rocking Subdiffusive Ratchets: Origin, Optimization and Efficiency

We study origin, parameter optimization, and thermodynamic efficiency of isothermal rocking ratchets based on fractional subdiffusion within a generalized non-Markovian Langevin equation approach. A corresponding multi-dimensional Markovian embedding dynamics is realized using a set of auxiliary Brownian particles elastically coupled to the central Brownian particle (see video on the journal web site). We show that anomalous subdiffusive transport emerges due to an interplay of nonlinear response and viscoelastic effects for fractional Brownian motion in periodic potentials with broken space-inversion symmetry and driven by a time-periodic field. The anomalous transport becomes optimal for a subthreshold driving when the driving period matches a characteristic time scale of interwell transitions. It can also be optimized by varying temperature, amplitude of periodic potential and driving strength. The useful work done against a load shows a parabolic dependence on the load strength. It grows sublinearly with time and the corresponding thermodynamic efficiency decays algebraically in time because the energy supplied by the driving field scales with time linearly. However, it compares well with the efficiency of normal diffusion rocking ratchets on an appreciably long time scale

A study of phase separation processes in presence of dislocations in binary systems subjected to irradiation

Dislocation-assisted phase separation processes in binary systems subjected to irradiation effect are studied analytically and numerically. Irradiation is described by athermal atomic mixing in the form of ballistic flux with spatially correlated stochastic contribution. While studying the dynamics of domain size growth we have shown that the dislocation mechanism of phase decomposition delays the ordering processes. It is found that spatial correlations of the ballistic flux noise cause segregation of dislocation cores in the vicinity of interfaces effectively decreasing the interface width. A competition between regular and stochastic components of the ballistic flux is discussed.Comment: 22 pages, 11 figure

Analysis of magnetic treatment of production fluid with high content of asphalt-resin-paraffin deposits

Purpose. Justification of magnetic field application in order to prevent formation of asphalt-resin-paraffin deposits (ARPD) in oil and gas equipment, and consider some current views on the state of ARPD problem in oilfield equipment and possible methods for its solution using magnetic treatment. Methods. Analysis and generalization of the research results of production fluid magnetic treatment using COMSOL Multiphysics software. Findings. The technology of magnetic fields application in prevention of asphalt-resin-paraffin deposits is introduced in the article. The obtained results of production fluid magnetic treatment make it possible to use it in oil wells equipped with pumping units, as well as in free flow production method or in wells operated by electric-centrifugal pump, and in oil pipelines. Originality. The use of high energy magnets based on rare earth materials can reduce asphalt-resin-paraffin deposits in oil equipment. Practical implications. The proposed magnetic treatment creates opportunities for field exploitation at the later stages of development which are characterized by a high content of asphaltenes, resins and paraffins. The results of production fluid magnetic treatment have proved the efficiency of this technology, which has doubled a turnaround time.Мета. Обґрунтувати використання магнітного поля для запобігання асфальтосмолистопарафінових відкладень на нафтогазовому обладнанні, а також розглянути сучасні погляди на стан проблеми асфальтосмолистопарафінових відкладень на нафтопромисловому обладнанні та можливі методи її вирішення за допомогою магнітної обробки. Методика. Аналіз та узагальнення результатів комплексу досліджень магнітної обробки свердловинної продукції за допомогою використання програми COMSOL Multiphysics. Результати. Запропоновано технологію використання магнітного поля для запобігання асфальтосмолистопарафінових відкладень. Отримані результати використання магнітної обробки свердловинної продукції дають можливість використовувати її у нафтопромисловій практиці як у свердловинах, які обладнанні штанговими свердловинними насосними установками, так і при експлуатації свердловин фонтанним способом або свердловин, що експлуатуються електровідцентровими насосами, а також на нафтопроводах. Наукова новизна. Використання високоенергетичних магнітів на основі рідкоземельних матеріалів, дозволяє зменшити асфальтосмолистопарафінові відклади на нафтовому обладнанні. Практична значимість. Запропонована магнітна обробка свердловинної продукції створює важливі передумови експлуатації родовищ, які знаходяться на пізніх стадії розробки та характеризуються великим вмістом асфальтенів, смол та парафінів. Результати проведення магнітної обробки свердловинної продукції довели ефективність використання даної обробки, що призвело до збільшення міжремонтного періоду у два рази.Цель. Обосновать использование магнитного поля для предотвращения асфальтосмолистопарафиновых отложений на нефтегазовом оборудовании, а также рассмотреть современные взгляды на состояние проблемы асфальтосмолистопарафинових отложений на нефтепромысловом оборудовании и возможные методы ее решения с помощью магнитной обработки. Методика. Анализ и обобщение результатов комплекса исследований магнитной обработки скважинной продукции с помощью использования программы COMSOL Multiphysics. Результаты. Предложена технология использования магнитного поля для предотвращения асфальтосмолистопарафиновых отложений. Полученные результаты использования магнитной обработки скважинной продукции, дают возможность использовать ее в нефтепромысловой практике как в скважинах, оборудованных штанговыми скважинными насосными установками, так и при эксплуатации скважин фонтанным способом или скважин, эксплуатируемых электроценторобежными насосами, а также на нефтепроводах. Научная новизна. Использование высокоэнергетических магнитов на основе редкоземельных материалов позволяет уменьшить асфальтосмолистопарафиновые отложения на нефтяном оборудовании. Практическая значимость. Предложенная магнитная обработка скважинной продукции создает важные предпосылки эксплуатации месторождений, которые находятся на поздней стадии разработки и характеризуются большим содержанием асфальтенов, смол и парафинов. Результаты проведения магнитной обработки скважинной продукции доказали эффективность использования данной обработки, что привело к увеличению межремонтного периода в два раза.The present study would have been impossible without support from Poltava National Technical Yuri Kondratyuk University administration. We express our sincere gratitude for the opportunity to conduct tests in modern Laboratory of Oil and Gas Technologies

Three-body treatment of the penetration through the Coulomb field of a two-fragment nucleus

On the basis of the Faddeev integral equations method and the Watson- Feshbach concept of the effective (optical) interaction potential, the first fully consistent three-body approach to the description of the penetration of a charged particle through the Coulomb field of a two-particle bound complex (composed of one charged and one neutral particles) has been developed. A general formalism has been elaborated and on its basis, to a first approximation in the Sommerfeld parameter, the influence of the nuclear structure on the probability of the penetration of a charged particle (the muon, the pion, the kaon and the proton) through the Gamow barrier of a two-fragment nucleus (the deuteron and the two lightest lambda hypernuclei, lambda hypertriton and lambda hyperhelium-5, has been calculated and studied.Comment: LaTeX, 30 pages, 4 eps figure

Assessing Software Vulnerabilities and Recovery Time Using Open Resources: Elements Of Technique And Results

Modern vulnerability resources are considered, their content security and recovery time of different software products are analyzed. To make the process smoother and more efficient three main stages are distinguished: source overview, general security and severity analysis, and more detailed vulnerability consideration including recovery time. The proposed approach is universal and can be used almost for any software projects and systems