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Professor Dyuis D. Ivlev. Dedication to 85th Birtday
No full textDyuis D. Ivlev (1930-2013) is an outstanding scientist in the fields of Continuum Mechanics (theory of Perfect Plasticity and Fracture) and AppliedMathematics. He has much contributed to the mathematical theory of plasticity, especially to study of hyperbolic three-dimensional problems of theperfect plasticity. Dyuis D. Ivlev was born in Chuvashia Republick, Russia, on September 6, 1930. In 1948 he left Chuvashia and after passing examinations entered Moscow State University. He is a Mechanical Engineering graduate(1953) of Moscow State University. In 1953 he continued his research workas a post graduate student of the same university. In 1956 he received PhDin Solid Mechanics from Moscow State University. The title of his PhD dissertation work is Approximate Solution of Elasti-Plastic Problems by thesmall parameter method. Three years later he was awarded DSc (Phys. &Math.) Degree from Moscow State University for his dissertation study Three-Dimensional Problem of the Theory of Perfect Plasticity. Since 1959he has been working as head of the Department of Elasticity and Plasticityof Voronezh State University, then (1966-1970) as Prof. of Bauman StateTechnical University and (1971-1982) as head of the Department of Higher Mathematics of Russian Polytechnical University. In 1982 he returned toChuvashia working in Chuvash State University (until 1993) and ChuvashState Pedagogical University (1993-2013) as head of Department of Mathematical Analysis. Prof. Dyuis D. Ivlev has been a member of National Committee on Theoretical and Applied Mechanics, Scientific Council on Problems of SolidMechanics, Mathematics and Mechanics Expert Council of the Higher Attestation Committee. He is the author of several books on theory of perfectplasticity and its applications and nearly 250 papers on the subject
Complex plasmas: Interaction potentials and non-Hamiltonian dynamics
No full textThis thesis is a cumulative dissertation that consists of three papers.
The first paper addresses the issue of screening of a charged dust particle suspended in the plasma-wall transition layer of a plasma discharge. This problem is one of the fundamental issues in the physics of complex (dusty) plasmas, because the screening of charged dust particles determines the interaction forces between them and thus governs their dynamics. The kinetic model proposed in this paper considers a point charge embedded in a weakly-ionized plasma with ion drift. The latter is considered to be due to an external electric field and assumed to be mobility-limited. Here, "mobility-limited" means that the acceleration of ions in the external field is balanced by collisions of ions with neutrals and that this balance determines the drift velocity. The embedded point charge (i.e., a charged dust particle) perturbs the ion drift, and the resulting potential distribution around the dust particle is calculated. The results are proven to be in agreement with existing measurements performed in the plasma-wall transition layer of a rf plasma discharge. One of the important applications of this work is related to the possibility of tuning the pair interaction potential between dust particles by applying an external oscillating electric field. In particular, such a tuning allows studying electrorheological properties of strongly coupled systems on all relevant time scales. First experiments of this kind have already been performed onboard the International Space Station.
The second paper deals with the dust-lattice waves - oscillations of charged dust particles forming a crystalline structure in a plasma. The role of anisotropic screening of dust particles and variations of their charges is investigated. It is well known that the mentioned effects lead to non-Hamiltonian dynamics of dust particles and, as a result, can trigger an instability of the dust-lattice waves. This instability has been already observed in experiments. The new result is that the mutual influence of particles on their charges, not considered in the analysis of the dust-lattice waves before, is shown to be capable of making a significant contribution to this instability.
The third paper examines whether a similar instability can be observed in a cluster formed by two or three charged dust particles. It is found that an instability due to the non-Hamiltonian dynamics is only possible when the interparticle separation in the cluster is such that certain cluster eigenfrequencies are sufficiently close to each other.Настоящая диссертация является кумулятивной диссертацией и состоит из трех работ.
Первая работа посвящена экранированию заряженной пылевой частицы, левитируемой в приэлектродном слое плазменного разряда. Эта задача является одной из фундаментальных проблем физики пылевой плазмы, так как экранирование заряженных пылевых частиц определяет силы взаимодействия между ними и поэтому определяет их динамику. В статье предложена кинетическая модель, в которой рассматривается точечный заряд, помещенный в слабоионизированную плазму с ионным дрейфом. Предполагается, что ионный дрейф вызван внешним электрическим полем и соответствует мобильности ионов. Последнее означает, что подразумевается баланс между ускорением ионов во внешнем электрическом поле и столкновениями ионов с нейтралами, который и определяет скорость дрейфа. Внесенный точечный заряд (т.е., заряженная пылевая частица) возмущает дрейф ионов, и образующееся распределение потенциала вокруг пылевой частицы вычислено в настоящей работе. Результаты находятся в согласии с ранее опубликованными результатами измерений, выполненными в приэлектродном слое радиочастотного плазменного разряда. Одно из важных приложений этой работы связано с возможностью регулирования потенциала парного взаимодействия пылевых частиц посредством приложения внешнего осциллирующего электрического поля. В частности, такое регулирование позволяет изучать электрореологические свойства систем, в которых потенциальная энергия парного взаимодействия частиц превышает их кинетическую энергию. Первые эксперименты такого типа уже были проведены на борту Международной Космической Станции.
Предметом исследования второй работы являются так называемые пылекристаллические волны - колебания заряженных пылевых частиц, образующих кристаллическую структуру в плазме. Исследована роль как анизотропии экранирования пылевых частиц, так и вариаций их зарядов. Как известно, эти эффекты приводят к негамильтоновой динамике пылевых частиц и поэтому могут вызвать неустойчивость пылекристаллических волн, которая уже была обнаружена в экспериментах. Новый результат заключается в том, что взаимное влияние пылевых частиц на их заряды, которое ранее не учитывалось при анализе пылекристаллических волн, может обеспечить значительный вклад в эту неустойчивость.
В третьей работе исследовано, может ли подобная неустойчивость наблюдаться в кластере, состоящем из двух или трех пылевых частиц. Получено, что подобная неустойчивость из-за негамильтоновой динамики может возникнуть только тогда, когда расстояние между пылевыми частицами близко к резонансному значению, при котором определенные собственные частоты кластера совпадают.Diese Dissertation ist eine kumulative Dissertation und besteht aus drei Arbeiten.
Die erste Arbeit beschäftigt sich mit der Abschirmung des in einer Plasmarandschicht zur Schwebe gebrachten geladenen Staubteilchens. Dieses Problem ist von fundamentaler Bedeutung für die Physik der komplexen (staubigen) Plasmen, weil die Abschirmung die Form der Wechselwirkungen und somit die Dynamik der geladenen Staubteilchen bestimmt. In der Arbeit wird ein kinetisches Modell vorgeschlagen, in welchem ein Staubteilchen als eine Punktladung betrachtet wird, die sich in einem schwach ionisierten Plasma mit einer Ionendrift befindet. Es wird angenommen, dass die Ionendrift durch ein externes elektrisches Feld verursacht wird und dass diese Ionendrift der Mobilität der Ionen entspricht. Dies bedeutet, dass die Beschleunigung der Ionen im externen elektrischen Feld durch Ionen-Neutralteilchen-Stöße ausgeglichen wird und dass diese Kompensation die Geschwindigkeit der Ionendrift bestimmt. Die Punktladung (d.h. das Staubteilchen) stört diese Ionendrift, und in der vorliegenden Arbeit wird die resultierende Potentialverteilung des Staubteilchens im Plasma berechnet. Zudem wird festgestellt, dass die Resultate mit den früher in RF-Entladungen durchgeführten Experimenten konsistent sind. Die übergreifende Bedeutung dieser Untersuchung liegt in der Möglichkeit, damit durch ein externes elektrisches Wechselfeld das binäre Wechselwirkungspotential der Staubteilchen von außen zu steuern und somit z.B. elektrorheologische Eigenschaften von stark wechselwirkenden Systemen von Partikeln sichtbar zu machen und dynamisch auf allen relevanten Zeitskalen zu untersuchen. Erste Messungen dieser Art sind in Experimenten auf der Internationalen Raumstation bereits erfolgreich durchgeführt worden.
Die zweite Arbeit beschäftigt sich mit den sogenannten Staub-Gitter-Wellen (dust-lattice waves). Das sind Wellen, die durch Schwankungen der geladenen Staubteilchen, die eine Kristallstruktur im Plasma bilden, entstehen. In der vorliegenden Arbeit wird die Rolle sowohl der Anisotropie der Abschirmung der Staubteilchen als auch der Variation ihrer Ladungen untersucht. Wie bekannt führen diese Effekte zu nicht-Hamiltonischer Dynamik der Staubteilchen und können daher eine Instabilität der Staub-Gitter-Wellen auslösen. Solche Effekte sind in Experimenten bereits beobachtet worden. Das neue Ergebnis besteht darin, dass der gegenseitige Einfluss der Staubteilchen auf ihre Ladungen, ein Effekt, welcher bisher bei der Analyse der Staub-Gitter-Wellen noch nicht berücksichtigt wurde, einen wichtigen Beitrag zu dieser Instabilität leisten kann.
In der dritten Arbeit wird untersucht, ob eine ähnliche Instabilität in Partikelclustern, welche nur aus zwei oder drei Staubteilchen bestehen, beobachtet werden kann. Es wurde festgestellt, dass eine ähnliche Instabilität, die durch nicht-Hamiltonische Dynamik verursacht ist, nur dann möglich ist, wenn der Teilchenabstand so gewählt wird, dass bestimmte Eigenfrequenzen des Clusters gut miteinander übereinstimmen
MeSH term explosion and author rank improve expert recommendations
No full textInformation overload is an often-cited phenomenon that reduces the productivity, efficiency and efficacy of scientists. One challenge for scientists is to find appropriate collaborators in their research. The literature describes various solutions to the problem of expertise location, but most current approaches do not appear to be very suitable for expert recommendations in biomedical research. In this study, we present the development and initial evaluation of a vector space model-based algorithm to calculate researcher similarity using four inputs: 1) MeSH terms of publications; 2) MeSH terms and author rank; 3) exploded MeSH terms; and 4) exploded MeSH terms and author rank. We developed and evaluated the algorithm using a data set of 17,525 authors and their 22,542 papers. On average, our algorithms correctly predicted 2.5 of the top 5/10 coauthors of individual scientists. Exploded MeSH and author rank outperformed all other algorithms in accuracy, followed closely by MeSH and author rank. Our results show that the accuracy of MeSH term-based matching can be enhanced with other metadata such as author rank
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
No full textThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
"Closing the R&D Gap, Evaluating the Sources of R&D Spending"
No full textBoth spending and tax policies have been implemented in the United States with the goal of stimulating private sector research and development (R&D). Karier questions whether current R&D policy, especially the research and experimentation tax credit, can contribute to closing the gap between nondefense expenditures on R&D in the United States and such expenditures in other countries, such as Japan and Germany. He also explores possible changes to our current R&D policy to make it more effective.
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
No full textWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
Scholarly Communication and Publishing Lunch and Learn Talk #11: The ULS Open Access Author Fee Fund
No full textAt the May 2014 talk, you will learn about the ULS Open Access Author Fee Fund--what it is, why we do it, how it works, and how the program is going so far
The R&D Tax Incentives
No full textThis article sets out some background information and reflections of the author on the R&D tax incentive schemes included in the Common Corporate Tax Base (CCTB) Proposal. In particular the author analyzes the stimulus to private R&D through ad hoc tax incentives included in the CCTB Proposal and dives into the actual provisions included in the Proposal highlighting the most relevant issues connected with their design and interpretation. Moreover, the author explores the interaction between the CCTB Proposal and the granting by Member States of domestic R&D tax incentives
Analysis, modeling and numerical simulation of complex plasmas under microgravity conditions
No full textDiese Dissertation hat sich mit dem Prozess der Implementierung numerischer Simulationen
auf komplexe Plasmen auseinandergesetzt, aufbauend auf ein Set gekoppelter Partielle
Differentialgleichungen. Die Dynamik komplexer Plasmen ist durch die Wechselwirkung ihrer unterschiedlichen Komponenten auf mikroskopischen und mesoskopischen Ebenen charakterisiert worden. Diese Wechselwirkungen resultieren in einer Mischung elektrodynamischer und strömungsdynamischer Effekte. Dieses Differentialgleichungssystem ist mit der Methode der finiten Elemente gelöst worden, die die Verkuppelung verschiedener
physikalischer Phänomene in beschränkten Bereichen ermöglicht.
Die Sturm-Liouville Theorie ist als mathematisches Gerüst verwendet worden,
um Maxwellsche Gleichungen in beschränkten Hohlraumresonatoren mit inhomogenen
Randbedingungen zu lösen. Die Profile der elektrischen Energiedichte sind kalkuliert worden, sowohl für den elektrostatischen Fall, als auch für die ersten sechs Eigenresonanzfrequenzen der elektromagnetischen Wellen. Es hat sich herausgestellt, dass die angelegte Hochfrequenz niedriger als die erste Eigenfrequenz der HF-Plasmakammer ist.
Es hat sich erwiesen, dass sich die elektromagnetische Energie innerhalb der HF-Plasmakammer unter den Eigenfrequenzen aufspaltet, und dass die Rahmenbedingungen
bestimmte Resonanzen erzeugen. Die Form und Verteilung dieser elektromagnetischen
Energie korrelieren mit den Eigenfunktionen der respektiven Eigenresonanzfrequenzen.
Um eine makroskopische Beschreibung der Dynamik komplexer Plasmen zu erreichen,
ist die kinetische Theorie für Modellierung der Strömungsdynamik verwendet worden. Die
Kopplung zu den elektromagnetischen Feldern ist auf der kinetischen Ebene durchgeführt
worden. Dieses Herangehen überbrückt den Sprung von der mikroskopischen Beschreibung
der Boltzmann Gleichung zu einer makroskopischen Beschreibung.
Wir haben festgestellt, dass sowohl die dielektrischen Partikel als auch der Dielektrikumfluss einen “Elektrodruck” empfinden. Hohe Gradienten der elektrischen Energiedichte können die komplexen Plasmen zum Wirbeln bringen. Diese Herangehensweise
ist neu, denn die gegenwärtige Theorie betrachtet das Neutralgas im Ruhezustand, dabei wird der Reibungswiderstand auf die komplexen Plasmen ausüben. Die beobachteten
Wirbel in dem PK-3 Plus Experiment können durch die Stromlinien dieser Gradienten
erklärt werden.
Wir haben herausgefunden, dass der partikelfreie Raum in dem PK-3 Plus Experiment erklärt werden kann, wenn man sowohl die Elektrostatik als auch die erste Eigenresonanzfrequenz der elektrischen Energiedichte der HF-Plasmakammer berücksichtigt. Dies ist durch ein dreidimensionales Modell visualisiert worden. Dieses Model erklärt auch die Bildung sekundürer Räume, die durch die Einführung metallischer Tastkopfe in die
HF-Plasmakammer hervorgebracht werden.
Die Hypothese der elektrischen Energiedichte als Quelle der partikelfreien Räume
kann durch die Trennung der Partikel in den Plasmakristall-Experimenten geklärt werden.
Dielektrophoretische Kräfte stoßen Partikel mit höheren Permittivität (oder größere
Partikel, falls alle aus demselben Material sind) in die Richtung der Regionen mit höherer elektrischer Energiedichte. Die Grenze zwischen Partikeln unterschiedlicher Permittivität (oder Größe) ist durch Isoflächen dieser Energiedichte geformt.
Die Erklärung dieser Phänomene (die auf der Distribution elektrischer Energiedichte
beruht) bietet einen neuen Standpunkt zur aktuellen Theorie, die auf der Reibungskraft
der Ionenströmung basiert
- …
