Hodge decompositions of Loday symbols inK-theory and cyclic homology

In this paper, we study the Hodge decompositions ofK-theory and cyclic homology induced by the operations ^k and ^k , and in particular the decomposition of the Loday symbols x,y, ...z. Except in special cases, these Loday symbols do not have pure Hodge index. InK _n (A) they can project into every componentK _n ⁽ⁱ⁾ for 2in, and the projection of the Loday symbol x,y, ...,z intoK _n ⁽ⁿ⁾ is a multiple of the generalized Dennis-Stein symbol x,y, ...,z. Our calculations disprove conjectures of Beilinson and Soulé inK-theory, and of Gerstenhaber and Schack in Hochschild homology.Partially supported by National Security Agency grant MDA904-90-H-4019.Partially supported by National Science Foundation grant DMS-8803497.     

Partitioning arrangements of lines II: Applications

In this paper we present efficient deterministic algorithms for various problems involving lines or segments in the plane, using the partitioning algorithm described in a companion paper [A3]. These applications include: (i) anO(m ^2/3 n ^2/3 · log^2/3 n · log^/3 (m/n)+(m+n) logn) algorithm to compute all incidences betweenm points andn lines, where is a constant <3.33; (ii) anO(m ^2/3 n ^2/3 · log^5/3 n · log^/3 (m/n)+(m+n) logn) algorithm to computem faces in an arrangement ofn lines; (iii) anO(n ^4/3 log^(+2)/3 n) algorithm to count the number of intersections in a set ofn segments; (iv) anO(n ^4/3 log^{( + 2)/3} n) algorithm to count red-blue intersections between two sets of segments, and (v) anO(n ^3/2 log^/3 n) algorithm to compute spanning trees with low stabbing number for a set ofn points. We also present an algorithm that, given set ofn points in the plane, preprocesses it, in timeO(nm log^+1/2 n), into a data structure of sizeO(m) forn lognmn ², so that the number of points ofS lying inside a query triangle can be computed inO((n/m) log^3/2 n) time.Work on this paper has been supported by Office of Naval Research Grant N00014-87-K-0129, by National Science Foundation Grant DCR-83-20085, and by grants from the Digital Equipment Corporation and the IBM Corporation. A preliminary version of this paper appears in theProceedings of the 5th ACM Symposium on Computational Geometry, 1989, pp. 11–22.     

On convection with nearly insulating boundaries in a low Prandtl number fluid

Summary For the Prandtl numberP in the rangeP ^1/3 1 ( is the ratio between the thermal conductivities of the boundary and of the fluid) two-dimensional rolls are preferred in contrast to square-pattern convection that represents the preferred stable convection in the rangeP ^1/3.

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Zussammenfasung Für PrandtlzahlenP, die der RelationP ^1/3 1 genügen (\ ist das Verhältnis zwischen den thermischen Leitfähigkeiten der Wand und des Fluid), sind zweidimensionale Rollen bevorzugt im Gegensatz zur quadratartigen Konvektion, welche die bevorzugte stabile Konvektionsform im BereichP ^1/3 darstellt.

     

Vibrationsrelaxation und Dissoziation zweiatomiger Moleküle mit Berücksichtigung von Mehrquantensprüngen und Gleichgewichtsrotation

Übersicht Es wird ein idealisiertes Stoßwellenexperiment betrachtet, bei dem eine Wärmebadmischung (X₂/Ar1) aus zweiatomigen Molekülen (X ₂H₂, O₂) und Argon plötzlich auf hohe Temperaturen gebracht wird. Durch numerische Lösung der sogenannten Mastergleichung wird der Zeitverlauf der Besetzungszahlen der Vibrationsenergieniveaus, der Dissoziationsrate und des Ratenkoeffizienten während des darauf folgenden Relaxationsprozesses bestimmt. Alle möglichen Übergänge zwischen den Energiezuständen der Vibration werden zugelassen, um den Einfluß von Mehrquantensprüngen im Gegensatz zu Einquantensprüngen aufzuzeigen. Außerdem wird eine Abschätzung durchgeführt, wie stark die Gleichgewichtsrotation der Moleküle die Dissoziation begünstigt.

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Summary An idealized shock wave experiment is considered in which a mixture of diatomic molecules (X ₂H₂, O₂) highly diluted in Ar (X ₂/Ar1) is heated instantaneously to high temperatures. The corresponding master equation is solved numerically to determine during the relaxation process the time dependence of the population in the vibrational levels, the dissociation rate, and the rate coefficient. All possible transitions are included to show the influence of multiple quantum transitions in contrast to single quantum transitions. In addition, an estimate is made of the influence of the equilibrium rotational energy on the reaction rate coefficient.

     

Combined forced and free convection heat transfer from a horizontal flat plate

The problem of combined forced and free convection heat transfer in boundary-layer flow past a heated or cooled, horizontal flat plate is studied in the limits of large and small Prandtl number using the technique of matched asymptotic expansions. It is found that the effects of natural convection are confined to small changes in the basic forced convection velocity and temperature fields providedGr/Re ^5/2 Pr ^2/3 1 forPr1, orGr/Re ^5/2 Pr ^1/2 1 forPr1. The governing similarity equations at the first two orders in these small parameters are solved and the results compared with the numerical solutions of Sparrow and Minkowycz (1962).

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Zusammenfassung Das Problem der kombinierten erzwungenen und freien Konvektion in der Grenzschichtströmung entlang einer geheizten oder gekühlten horizontalen ebenen Platte wurde untersucht im Grenzfall von kleinen und grossen Prandtl-Zahlen, mit Hilfe der angepassten asymptotischen Entwicklungen. Der Effekt der natürlichen Konvektion ergab sich als kleine Korrektur der Geschwindigkeits-und Temperatur-Felder, fallsGr/Re ^5/2 Pr ^2/3 1 fürPr1 oderGr/Re ^5/2 Pr ^1/2 1 fürPr1. Die Ähnlichkeitslösungen der beiden ersten Ordnungen in diesen Parametern wurden bestimmt, und die Resultate wurden mit der numerischen Lösung von Sparrow und Minkowycz (1962) verglichen.

     

High order Melnikov functions and the problem of uniformity in global bifurcation

Summary In studying bifurcation of Hamiltonian system with small perturbation, it can not always be obtained the uniqueness of limit cycle uniformly for0 < 1 from monotonicity of I₂(h)/I₁(h), in case the first order Melnikov function M₁(h)=I₁(h) + vI₂(h) is degenerate at the end points of the interval of its definition. In this paper two examples have been constructed for showing the above conclusion.This work was partially supported by Natural Science Foundation of China.     

Sedimentation in ordered emulsions of drops at low Reynolds numbers

We determine the sedimentation velocity of a periodic array of drops through a viscous Newtonian fluid by extending an earlier analysis for the rigid particles. The results, which are given for the complete range of volume fractionc and the viscosity ratioK for the simple cubic, bodycentered cubic and face-centered cubic arrays, are in excellent agreement with the previously known results for the two limiting cases of the rigid spheres (K=) and the spherical bubbles (K=0) for all values ofc and with an asymptotic expression forc1 for allK.

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Zusammenfassung Wir bestimmten die Ablagerungsgeschwindigkeit für eine periodische Anordnung von Tropfen in einer viskosen Newtonschen Flüssigkeit, indem wir eine frühere Analyse für feste Teilchen erweiterten. Die Ergebnisse, welche für den gesamten Bereich des Volumenbruchteilsc und den Viskositäts-ParameterK für einfache kubische, raumzentriert kubische und flächenzentriert kubische Anordnungen gegeben werden, sind in ausgezeichneter Übereinstimmung mit bekannten Ergebnissen für die beiden Grenzfälle der starren Kugel (K=) und der kugelförmigen Blase (K=0) für alle Werte vonc, und mit einem asymptotischen Ausdruck fürc1 und alleK-Werte.

     

On inertial wave and flow structure at low Rossby number

Flow disturbances produced by the slow relative motion of an impermeable body in a large, rapidly rotating vessel are studied as an asymptotic theory for an inviscid, incompressible fluid at a small Rossby number (u _c /L1). The axial distance between the vessel wallsH is assumed to be so much larger than the body scaleL that the reduced height H/L is of unit order or greater. This flow admits a columnar structure near the body and an outer nonlinear structure of the inertial-wave type far above the forcing region, at distances along the rotation-axis (z=0(L/)). The inner boundary condition for the outer problem is provided by transferring the impermeable surface condition through the columnar structure; the outer solution in turn determines the vorticity and the solution of the columnar inner region.For thin obstacles or shallow ground topography (1), the outer solution is governed by an equation comparable to a linear one for inertial waves. The linear solutions obtained for steady transverse motion in an infinite domain () shows that, in this case, surface (perturbation) velocities are orthogonal to those in an irrotational (non-rotating) flow over the same ground topography. In the far field, i.e., ( z/L l) disturbances are confined mainly behind a wedge-shaped caustic front downstream of the rotation axis , wherein their amplitudes are comparable to , in general accord with Lighthill's result from group-velocity consideration. The field behind the caustic supports, however, lee waves extending far downstream with diminishing strength. Their wave lengths belong to orderLz/x, and therefore these waves should appear to be densely packed in the wedge-shaped region. The question on tilting of the Taylor column is delineated; the structure of the caustic zone and its upstream flow behavior are also analyzed.

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Zusammenfassung Die Strömung um einen Körper, der sich langsam in einem grossen, rotierenden Behälter bewegt, wird untersucht mit einer asymptotischen Theorie für eine reibungsfreie, inkompressible Flüssigkeit bei einer kleinen Rossby-Zahl, d.h. u _c /L1. Der axiale AbstandH zwischen den Gefässwänden wird als soviel grösser als die Körperabmessung angenommen, dass für die reduzierte Höhe =H/L 0(1) gilt. Diese Strömung erlaubt eine säulenähnliche Struktur (Taylor column) in Körpernähe und eine äussere, nichtlineare Struktur vom Wellentyp für Höhenz=0(L/) über dem Köper. Die innere Randbedingung für das äussere Problem wird erhalten, indem die Bedingung an der Wand durch die Säule verschoben wird. Die äussere Lösung bestimmt ihrerseits die Rotation und damit die Lösung im inneren, säulenartigen Bereich.Wenn Körper oder Bodenform flach sind (1), so wird die Aussenlösung durch eine Gleichung bestimmt, welche vergleichbar ist mit einer linearen Gleichung für Trägheitswellen. Lineare Lösungen werden für gleichförmige Bewegung von der Achse weg in einem unbegrenzten Bereich ) gegeben. Sie zeigen, dass die Oberflächenstromlinien orthogonal zu den Stromlinien sind, die bei rotationsfreier (nichtdrehender) Strömung über der gleichen Bodenform entstehen. Im Fernfeld ( z/L l) sind Störungen hauptsächlich auf ein keilförmiges Gebiet stromabwärts von der Rotationsachse ( ) begrenzt. In diesem Gebiet geht ihre Amplitude mit , in Uebereinstimmung mit Lighthill's Resultat, das mit der Gruppengeschwindigkeit hergeleitet wurde. Im keiförmigen Gebiet bestehen drei Familien von Lee-Wellen, welche sich mit unveränderter Stärke weit stromabwärts erstrecken. Ihre Wellenlängen gehören zur OrdnungLx/z, weshalb die Wellen im keilförmigen Bereich dicht gepackt erscheinen. Die Frage der Neigung der Taylor Säule behandelt und die Struktur des Randes vom keilförmigen Bereich wird analysiert.

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This work is dedicated to Professor Nicholas Rott on the occasion of his sixtieth birthday.     

Further results on the covering radii of the Reed-Muller codes

LetR(r, m) by therth order Reed-Muller code of length2 ^m , and let (r, m) be its covering radius. We obtain the following new results on the covering radius ofR(r, m): 1. (r+1,m+2) 2(r, m)+2 if 0rm–2. This improves the successive use of the known inequalities (r+1,m+2)2(r+1,m+1) and (r+1,m+1) (r, m).2.(2, 7)44. Previously best known upper bound for (2, 7) was 46. 3. The covering radius ofR(1,m) inR(m–1,m) is the same as the covering radius ofR(1,m) inR(m–2,m) form4.     

Codings of graphs with binary edge labels

LetG(V,E) be a graph. A mappingf:E{0,1} ^m is called a (binary) coding ofG, if the induced mapping , assigns different vectors to the vertices. For the Boolean sum,f is called aB-code, and for the mod 2 sum anM-code. Letm _B (G) resp.m _M (G) be the smallest lengthm for whichB-codes resp.M-codes are possible. Trivially,m _B (G),m _M (G) log₂|V|. Improving results of Z. Tuza we showm _B (G)log₂|V| + 1,m _M (G)log₂|V|+4.     

On the Representations of a Number as the Sum of Three Cubes and a Fourth or Fifth Power

Let R _k (n) denote the number of representations of a natural number n as the sum of three cubes and a kth power. In this paper, we show that R ₃ (n) n ^5/9+, and that R ₄ (n) n ^47/90+, where > 0 is arbitrary. This extends work of Hooley concerning sums of four cubes, to the case of sums of mixed powers. To achieve these bounds, we use a variant of the Selberg sieve method introduced by Hooley to study sums of two kth powers, and we also use various exponential sum estimates.     

Rotating flow past an elliptic-cylindrical bump of large aspect ratio

Summary Very slow flow of a rapidly rotating fluid past a right cylindrical obstacle of heightd on one of two co-rotating parallel planes, separated by a distanceh, is studied. The elliptic boundaryvalue problem for the geostrophic flow is formulated quite generally, and solutions are given for an infinitely-long ridge and an elliptic cylinder. A modified Ekman number,E _*v/d ², where is the inverse aspect ratio of the cylinder, characterizes the latter solution. ForE _*<1, the fluid flows around a stagnant Taylor column over the elliptic cylinder; forE _*1, the fluid flows over the cylinder as though it were an infinitely-long ridge;E _*=O(1) shows part of the fluid flowing over, and part around, the cylinder. The drag increases from orderE ^–1/4 to orderE ^–1 asE _* increases from small to large values.

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Zusammenfassung In dieser Arbeit wird die sehr langsame Strömung in einem rasch rotierenden Fluid untersucht um einen zylindrischen Körper, dessen Höhed die viel kleiner ist als die Distanzh der zwei unendlich ausgedehnten mitrotierenden parallelen Platten, welche das Fluid begrenzen; der Körper sitzt auf der unteren Platte. Eine allgemeine Formulierung des elliptischen Randwertproblems wurde für die geostrophische Strömung angegeben. Lösungen wurden für ein unendlich langes Wehr und einen elliptischen Zylinder gefunden. Eine modifizierte Ekman-Zahl,E _*=v/d ² E, in welcher das reziproke Verhältnis von Länge zu Durchmesser darstellt, charakterisiert die Lösung für den elliptischen Zylinder. WennE _*1, umgeht die Flüssigkeit die stagnierende Taylorsäule, die auf dem elliptischen Zylinder ruht; wennE _*1, geht die Flüssigkeit über den Zylinder, als ob er ein unendlich langes Wehr wäre; wennE _*=0(1), geht ein Teil der Flüssigkeit über den Zylinder und ein anderer um ihn herum. Der Reibungswiderstand erhöht sich von 0(E ^–1/4) zu 0(E ^–1), wennE _* von kleinen zu grossen Werten ansteigt.

     

Pseudorandom generators for space-bounded computation

Pseudorandom generators are constructed which convertO(SlogR) truly random bits toR bits that appear random to any algorithm that runs inSPACE(S). In particular, any randomized polynomial time algorithm that runs in spaceS can be simulated using onlyO(Slogn) random bits. An application of these generators is an explicit construction of universal traversal sequences (for arbitrary graphs) of lengthn ^O(logn).The generators constructed are technically stronger than just appearing random to spacebounded machines, and have several other applications. In particular, applications are given for deterministic amplification (i.e. reducing the probability of error of randomized algorithms), as well as generalizations of it.This work was done in the Laboratory for Computer Science, MIT, supported by NSF 865727-CCR and ARO DALL03-86-K-017     

Näherungslösung der Navier-Stokes'schen Differentialgleichung für eine zweidimensionale stationäre Laminarströmung konstanter Viskosität in konvexen und konkaven Diffusoren und Düsen

Zusammenfassung Die Näherungslösungen der Navier-Stokes'schen Differentialgleichungen wurden für verzögerte und beschleunigte inkompressible stationäre Laminarströmungen konstanter Viskosität in zweidimensionalen konvexen und konkaven Kanälen für den Bereich |v/u| 1 gefunden.

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Summary The paper presents approximate solutions to Navier-Stokes' differential equations in case of decelerated and accelerated flows through two-dimensional channels between convex as well as concave walls. The flow is subjected to the following conditions: Incompressible, steady and laminar with constant viscosity. The considerations refer to a region of curvilinear orthogonal variablesu andv, where |v/u|1.

     

Finite activation energy reactions Part II: A reactive ridge

Summary The effect is determined of a large,O( ^–2),1, activation energy on the thermal stability of a reactant in the form of a two-dimensional ridge, undergoing a steady zero-order exothermic reaction. The reactive ridge decreases in depth at a rate ofO( ²) from a maximum ofO(1). The Biot number of the uniform lower surface of the reactant is taken to be zero and of the upper surface to beO( ^–2). The critical Frank-Kamenetskii parameter is determined toO( ²).     

Some homological properties of commutative semitrivial ring extensions

LetR be a commutative ring with 1 andM anR-module. If:M _R MR is anR-module homomorphism satisfying(mm)=(mm) and(mm)m=m(mm), the additive abelian groupRM becomes a commutative ring, if multiplication is defined by (r,m)(r,m)=(rr+(mm),rm+rm). This ring is called the semitrivial extension ofR byM and and it is denoted byR M. This generalizes the notion of a trivial extension and leads to a more interesting variety of examples. The purpose of this paper is to studyR M; in particular, we are interested in some homological properties ofR M as that of being Cohen-Macaulay, Gorenstein or regular. A sample result: Let (R,m) be a local Noetherian ring,M a finitely generatedR-module and Im() m. ThenR M is Gorenstein if and only if eitherRM is Gorenstein orR is Gorenstein,M is a maximal Cohen-Macaulay module andMM ^*, where the isomorphism is given by the adjoint of.     

The shape of buckled nonlinearly elastic rings

Zusammenfassung Man studiert das qualitative Verhalten der Lösungen der gewöhnlichen Differentialgleichungen für das Gleichgewicht dehnbarer nichtlinear-elastischer Ringe unter hydrostatischem Druck. Das Material dieser Ringe wird durch eine Verzerrungsenergiefunktion definiert, die von einer Dehnungs- und von einer Biegeverformung abhängt. Liegt die Biegeverformung () in einem gewissen Streifenv ₁<<v ₂, so wird jeder Lösungszweig von der Summe der Extrema von charakterisiert. (Die Zahlenv ₁ undv ₂ hängen vom Stoff des Ringes ab und dürfen – bzw. + sein.) Liegt in einem gewissen Intervall, das (v ₁,v ₂) enthält, so hat jede einfache Konfiguration des Ringes mindestens zwei Symmetrieachsen. Die Fälle, wo nicht in diesen Streifen liegt, werden diskutiert. Schliesslich wird die Verzweigung der Lösungen mittels der Eigenwerte des um die komprimierte kreisförmige Konfiguration linearisierten Problems untersucht.     

A Fast Nystr?m–Broyden Solver by Chebyshev Compression

When a Nyström–Broyden method is used to solve numerically Urysohn integral equations, the main problem is to evaluate the action of the integral operator at a low cost. Here we suitably approximate the relevant discrete integral operator of dimension n by its m-degree truncated Chebyshev series expansion (with mn), reducing the complexity from the basic O({n ²}) to O(mn). A technique to evaluate cheaply such m is presented. Several linear and nonlinear examples are considered.     

A structure theorem for sum form functional equations

Summary It is proved that, iff _ij:]0, 1[ C (i = 1, ,k;j = 1, ,l) are measurable, satisfy the equation (1) (with some functionsg _it, h_jt:]0, 1[ C), then eachf _ij is in a linear space (called Euler space) spanned by the functionsx x ^j(logx) ^k (x ]0, 1[;j = 1, ,M;k = 0, ,m _j – 1), where ₁, , _M are distinct complex numbers andm ₁, , m_M natural numbers. The dimension of this linear space is bounded by a linear function ofN.     

Behavior on the real line of entire functions represented by Dirichlet series

Conditions are found under which for an entire function f represented by a Dirichlet series with finite Ritt order on some sequence (x_k), 0 < x_k , as k one has ¦f(x_k)¦=M_t((1 + 0(1) x_k), M_f(x)=sup {¦ f (z) ¦:Re z x}.Translated from Ukrainskii Matematicheskii Zhurnal, Vol. 43, No. 2, pp. 265–269, February, 1991.