Prediction of the ground motion in Italy: a preliminary attempt

Summary The strong-motion accelerograms written by moderate and strong earthquakes occurring in Central Italy in recent years have been used to estimate physical quantities characterizing the spectrum of motion in the band of engineering interest (0.1 Hz≲f≲20 Hz). The source, propagation and site response parameters obtained in these analyses have therefore been employed to check if theoretical models may be used to correctly predict the trend of the peak values of seismic excitationvs. earthquake size in the areas investigated. For the selected data set, representative of a seismotectonic environment generating earthquakes with prevalent normal faulting (up to a magnitudeM _l ∼7, at depths varying roughly from 5 to 15 km), the assumed spectral model allows successful statistical predictions showing that specific site response is the main factor responsible for the large fluctuations often observed in the data behaviour, at similar magnitudes and distances from focus.

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Riassunto Gli accelerogrammi registrati in occasione di terremoti da moderati a forti nell'Italia Centrale negli ultimi anni sono stati utilizzati per la stima delle grandezze fisiche che caratterizzano lo spettro del moto nella banda di interesse ingegneristico (0.1 Hz≲f≲20 Hz). La parametrizzazione ottenuta per descrivere, mediamente, i meccanismi della sorgente, della propagazione e degli effetti di sito è stata quindi usata per verificare se i modelli teorici possono essere utilmente usati per prevedere gli andamenti dei valori di picco del moto in funzione dell'entità del terremoto. Per i dati selezionati, rappresentativi di un ambiente sismotettonico in grado di generare terremoti con meccanismi prevalentemente distensivi (fino ad una magnitudoM _l ∼7, con profondità variabile all'incirca tra 5 e 15 km), il modello spettrale prescelto consente delle previsioni soddisfacenti da un punto di vista statistico, mostrando che la specifica risponsta dei siti è probabilmente il fattore che provoca le sensibili fluttuazioni spesso osservate per i valori di picco del moto, anche a parità di magnitudo e distanza dal fuoco.

     

Some climatic studies on the regime of the river Mahanadi basin

Summary An attempt has been made in the present paper to study some of the climatic aspects of the moisture as well as thermal regimes of the river Mahanadi basin. This type of study finds its importance in finding out, not only the water potentialities of a river, but also the thermic conditions that favour the growth and development of vegetation at and around the basin. The basic elements required for the present study have been obtained through the water balance procedure developed by Thornthwaite. The computed run-off values are well agreeing with the measured ones.

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Riassunto In questo lavoro si è fatto un tentativo di studiare alcuni degli aspetti climatici dellumidità e dei regimi termici del bacino del fiume Mahanadi. L'importanza di questo tipo di studio consiste nel ricavare non solo le potenzialità in acqua di un fiume, ma anche le condizioni termiche che favoriscono la crescita e lo sviluppo di vegetazione sopra e intorno al bacino. Gli elementi di base richiesti per questo studio sono stati ottenuti attraverso la procedura di bilancio dell'acqua messa a punto da Thornthwaite. I valori di fuoriuscita calcolati sono in buon accordo con quelli misurati.

     

A study about the environmental impact of a large particulate matter source by means of a sampling station interactive with the environment

Summary The contribution of the particulate matter relapsed from a large oil-fired power plant into the surrounding environment was investigated by means of an automated sampling station interactive with the environment. This station performs real-time measurements of some meteorological parameters and of the concentrations of some gaseous pollutants, thus carrying out aerosol samplings only in situations of environmental interest such as fumigation or blank conditions. Elemental composition of the fractionated particulate matter and morphological observations on single particles were obtained using PIXE (particle-induced X-ray emission) and SEM (scanning electron microscopy) techniques.

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Riassunto Il contributo all’inquinamento dovuto all’emissione di materiale particolato da una centrale termoelettrica ad olio combustibile è stato studiato utilizzando una stazione di prelievo funzionante in modo interattivo con l’ambiente. Questa stazione è in grado di effettuare prelievi di aerosol atmosferico pilotati da prefissati valori di parametri ambientali, sia di tipo meteorologico che di concentrazione di alcuni inquinanti gassosi, che permettono di discriminare situazioni di ricaduta del pennacchio da situazioni tipicamente di fondo. La composizione elementare del particolato, frazionato nelle diverse classi dimensionali, è stata ottenuta mediante la tecnica multielementare PIXE (emissione di raggi X indotte da particelle), mentre osservazioni morfologiche sulle particelle campionate sono state effettuate mediante SEM (microscopia elettronica a scansione).

     

Phenomenological models for nitrogen transport in tissues

Summary Transfer mechanisms and critical pressures are essential elements in decompression calculations and staged procedures. By coupling a multitissue transfer model to fitted critical pressures, decompression data can be synthesized for rapid numerical implementation in applications. Parametric fits to the critical nitrogen pressures are generated for the six tissue compartments (5, 10, 20, 40, 80, 120 min) at seal-evel with both linear and constant-pressure ratio extrapolations to altitude conveniently effected with the barometer equation. The macroscopic model used to transfer nitrogen in tissues is described and functional forms of the fit equations are motivated. Accurate exponential representations for mantle pressures and the well-known Cross altitude factors are also generated. Fitted critical tensions vary inversely as the approximate fourth root of the tissue half-life and increase linearly with depth. Air mantle pressures decrease exponentially with altitude and inverse temperature. Using bounce dive constraints, a set of single-tissue decay coefficients, which increase logarithmically with depth, are extracted from depth-dependent decompression criteria and contrasted with corresponding multitissue decay parameters. Bend statistics and a decompression titration experiment, which predicts decreasing critical ratios at depth, are discussed. Overlapping predictions of the models and correlations with experiment are identified.

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Riassunto I meccanismi di trasferimento e le pressioni critiche sono elementi essenziali nei calcoli della decompressione e nelle procedure a stadi. Accoppiando un modello di trasferimento a molti tessuti e pressioni critiche adattate, i dati di decompressione possono essere sintetizzati per un rapido incremento numerico nelle applicazioni. Approssimazioni parametriche alle pressioni critiche dell'azoto sono generate per sei componenti del tessuto (5, 10, 20, 40, 80, 120 min) a livello del mare con estrapolazioni sia lineari che a pressione costante del rapporto ad un'altitudine convenientemente ottenuta con l'equazione barometro. Si descrive il modello macroscopico per trasferire azoto nei tessuti e si forniscono le motivazioni delle forme funzionali delle equazioni di approssimazione. Sono anche prodotte accurate rappresentazioni esponenziali per pressioni mantello ed i ben noti fattori di altitudine di Cross. Le tensioni critiche approssimate variano inversamente come la radice quarta approssimata della vita media del tessuto ed aumentano in maniera lineare con la profondità. Le pressioni del mantello d'aria diminuiscono esponenzialmente con l'altitudine e la temperatura inverse. Usando costanti di immersione di rimbalzo, un gruppo di coefficienti di decadimento di singoli tessuti, che aumentano logaritmicamente con la profondità, è estratto dai criteri di decompressione dipendenti dalla profondità ed è in contrasto con il parametro di decadimento a molti tessuti. La statistica dei piegamenti ed un esperimento di titolazione della decompressione, che prevede rapporti critici decrescenti in profondità, sono discussi. Si identificano le previsioni sovrapposte dei modelli e correlazioni con l'esperimento.

     

A linear investigation on separation in laminar and turbulent boundary layers over low hills and valleys

Summary Laminar and turbulent linear models of stratified flow over small-slope topography have been compared and used to estimate separation features for a single two-dimensional hill and for a valley made by a pair of hills. As far as single symmetric hills are concerned, the importance of the obstacle shape have been evidenced. For the near field, the local slope characteristic of the terrain profile are of overwhelming importance. For the two-hill case, the dependence of the separation site on valley width and stratification is very different for the two models. Ventilation in the valley is modulated by the ratio between the valley width and the buoyancy wave-length only in the laminar case, whereas the turbulent model does not show these features for the realistic roughness values considered here.

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Riassunto Si fa un confronto tra modelli linearizzati di flussi turbolenti e laminari su ostacoli bidimensionali con pendenze piccole, in varie condizioni di stratificazione. Tali modelli sono usati per stimare le condizioni di separazione per una collina o per una valle compresa tra due colline. Nel primo caso si è notata l'importanza della forma dell'ostacolo scelto. Le caratteristiche locali di pendenza della forma del terreno risultano determinanti per il campo di perturbazioni prossimo all'ostacolo. Nel caso della valle si è studiata la collocazione del sito di prima separazione in funzione dell'ampiezza della valle e della stratificazione ed è stata riscontrata una notevole differenza tra i due modelli. Si ha ventilazione nella valle quando la sua ampiezza è un multiplo intero della lunghezza d'onda di galleggiamento, solo nel caso laminare; il modello turbolento non mostra queste caratteristiche per valori realistici di rugosità.

     

A physical approach to air pollution climatological modelling in a complex site

Summary A Gaussian climatological model which takes into account physical factors affecting air pollutant dispersion, such as nocturnal radiative inversion and mixing height evolution, associated with land breeze and sea breeze regimes, respectively, has been applied to the topographically complex area of La Spezia (a basin surrounded by hilly terrain, located on the Italian coast). Results from the measurements of the dynamic and thermodynamic structure of the lower atmosphere, obtained by a series of field experiments, are utilized in the model to calculate SO₂ seasonal average concentrations. The model has been tested on eight three-monthly periods by comparing the simulated values with the ones measured at the SO₂ stations of the local air pollution monitoring network. Comparison of simulated and measured values was very satisfactory and proved the applicability of the implemented model for urban planning and establishment of air quality strategies also at a topoghraphically complex site.

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Riassunto Si presenta un modello climatologico gaussiano, completato con informazioni di tipo fisico atte a caratterizzare le proprietà di dispersione degl'inquinanti nell'atmosfera, per il sito a topografia complessa di La Spezia. Fattori come l'evoluzione dell'inversione termica notturna da irraggiamento e l'evoluzione dell'altezza di rimescolamento associate alla brezza di terra e di mare, rispettivamente, sono stati ricavati dai risultati di una serie di campagne sperimentali. Il modello è stato provato su otto trimestri confrontando i valori della concentrazione della SO₂ simulati dal modello con i valori misurati nelle otto stazioni di rilevamento della rete locale. L'accordo tra i valori simulati e misurati è alquanto soddisfacente e dimostra l'applicabilità del modello per la pianificazione degl'impianti che comportino l'emissione di SO₂ e per l'istituzione di una strategia di controllo della qualità dell'aria in un sito costiero a topografia complessa.

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Work carried out while the author was with IBM Italy, Scientific Center of Rome.     

Stochastic modelling of solar-radiation data

Summary Daily global solar-radiation sequences are studied for Italy. We show that the experimental data can be described as a first-order autoregressive stochastic process independent of locality or season: the only climatic information needed is the monthly average of the clearness index. We also show that the clearness index sequences can be transformed in sequences with normal distribution but with the same autocorrelation properties; it is then easy to construct synthetic sequences of radiation data with the same statistical properties as the real data, useful for performance prediction of solar systems.

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Riassunto Si analizzano le serie temporali dei valori giornalieriK _T (rapporto tra la radiazione solare globale su superficie orizzontale e la radiazione extra-atmosferica) per il territorio italiano. Si dimostra che i dati possono essere descritti con processi stocastici autoregressivi del primo ordine indipendentemente dalla località o stagione: la sola informazione necessaria è il valore medio mensile dei rapportiK _T . Si dimostra inoltre che le successioni dei valoriK _T possono essere trasformate in successioni con funzione di distribuzione normale e con le stesse caratteristiche statistiche di autocorrelazione dei dati originari; in tal modo è poi possibile costruire successioni di dati di radiazione, di lunghezza pari al numero di giorni in un mese e con le stesse proprietà statistiche dei dati sperimentali, utili per il calcolo delle prestazioni di sistemi solari.

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Infra-red properties of bulk heavily doped silicon

Summary In this work reflectance (R) and thermoreflectance (TR) spectra in the infra-red of bulk P and B heavily doped silicon samples are reported and discussed. The values of the scattering time and of the effective mass, as well as the temperature derivative of the plasma frequency, scattering time and high-frequency dielectric constant are extracted from the data and analysed in terms of free-carrier-photon and free-carrier-impurity interaction.

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Riassunto In questo lavoro sono riportati e discussi gli spettri di riflettanza (R) e termoriflettanza (TR) in infrarosso di campioni di silicio drogati pesantemente per diffusione con P e B. Dai dati sono ricavati i valori dei tempi di rilassamento e della massa effettiva, come pure la derivata in temperatura della frequenza di plasma, del tempo di rilassamento e della costante dielettrica ad alta frequenza, che sono analizzati sulla base delle interazioni fra portatori liberi e fononi e fra portatori liberi e impurezze.

     

Spatial and temporal plasma inhomogeneity effects on the luminescence of highly excited GaAs/AlGaAs multiple quantum well structures

Summary The effects on the luminescence lineshape of the spatial and temporal inhomogeneities of the electron-hole plasma generated by strong laser pulses in GaAs/AlGaAs multiple quantum well structures are experimentally investigated. It is found that inhomogeneities strongly affect the luminescence spectra and must be taken into account for a correct interpretation of the experimental data. The lineshape of the luminescence spectra is analysed using a statistical model that includes, in a simple way, the spatial and temporal inhomogeneities of the laser pulses used for excitation. A fair agreement is obtained with the experimental data; at the same time the values of the fit parameters turn out to be rather sensitive to the model assumed for describing the inhomogeneities. Therefore, caution has to be used when inferring plasma properties, such as the carrier density and temperature, from a lineshape analysis.

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Riassunto Si presenta, in questo lavoro, uno studio sperimentale degli effetti delle disomogeneità spaziali e temporali nei plasmi di elettroni e lacune generati da impulsi laser potenti in strutture a buche quantiche di GaAs/AlGaAs. Si trova che tali disomogeneità modificano fortemente gli spettri di fotoluminescenza e devono quindi essere considerate per una corretta interpretazione dei dati sperimentali. La forma di riga degli spettri di luminescenza viene analizzata mediante un modello statistico che include, in modo semplice, le disomogeneità spaziali e temporali degli impulsi laser usati per l’eccitazione. Si ottiene un accordo soddisfacente con i dati sperimentali e si trova che i valori dei parametri ottenuti dal fit dipendono in modo sensibile dal modello assunto per la descrizione delle disomogeneità. Grande cautela deve essere quindi usata nel dedurre le proprietà del plasma fotogenerato a partire da una analisi delle forme di riga.

     

Further developments of a general method for deducing average hourly insolations from average daily insolations

Summary The hourly solar-radiation values, global and diffuse, recorded during nine years in the town of Genua and at Monte Capellino and during seven years in the town of Macerata, in Italy, have been used to find simple expressions which give the hourly and daily solar irradiations in average sky conditions. It is then shown how the long-term average hourly, direct and diffuse, irradiation can be deduced with good accuracy by using, solely, the knowledge of the long-term average daily, direct and diffuse, irradiations, respectively. The long-term averages have been calculated, with an original method, on a time basis of six days instead of the monthly time basis, as is usual in the literature. Finally, the correlation between long-term averages of diffuse and global solar radiation is analysed and discussed.

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Riassunto L'analisi dei valori orari della radiazione solare, globale e diffusa, registrati per nove anni nella città di Genova e sul Monte Capellino e per sette anni nella città di Macerata, in Italia, ha permesso di trovare semplici espressioni che danno i valori degl'irraggiamenti solari, orari e giornalieri, in condizioni di cielo medie. è quindi mostrato come il valore orario della radiazione diretta e diffusa, mediato su tempi lunghi, possa essere dedotto, con buona approssimazione, dalla sola conoscenza del valore giornaliero della radiazione, rispettivamente diretta e diffusa, mediato su tempi lunghi. Le medie su tempi lunghi sono state calcolate applicando una metodologia originale, sulla base di periodi di sei giorni invece che su quelle, abituale nella letteratura, di periodi di un mese. Infine è stata analizzata e discussa la correlazione fra i valori giornalieri di radiazione diffusa, mediati su tempi lunghi, e i valori orari di radiazione globale, pure mediati su tempi lunghi.

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Work supported by CNR-Progetto Finalizzato Energetica, S.P. RERE, Tema N, under contract 80.00936.92.     

Local air circulations over a complex coastal site: a comparison among field surveys, hydraulic-and mathematical-model data

Summary The local air circulations over the La Spezia complex coastal site have been studied 1) with a series of field surveys; 2) by means of a scale model in the hydrodynamic channel and 3) by applying a Gaussian mathematical model. We present the conclusions of a comparison among the data of the three independent and complementary methods, relative to their respective degrees of confidence and completeness both for aerology and pollution behaviour. The main results are the following: 1) the hydraulic and mathematical models give fairly concording previsions, 2) the first one of them showed to be a powerful technique in planning studies of complex sites.

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Riassunto Sono state studiate le circolazioni atmosferiche locali sul sito costiero complesso di La Spezia 1) con una serie di campagne sperimentali, 2) mediante simulazione fisica su modello in vena idraulica e 3) con l'applicazione di un modello matematico gaussiano. Sono qui presentati e discussi i risultati del confronto fra i dati forniti da questi metodi di indagine indipendenti e complementari in termini digrado di attendibilità e di completezza, sia per l'aerologia del sito sia per il comportamento in esso degli inquinanti. Ne risulta essenzialmente che 1) i modelli idraulico e matematico forniscono previsioni generalmente ben concordanti, 2)il primo può essere proficuamente utilizzato per studi riguardanti siti complessi.

     

Nonadiabatic effects in auger-induced ionic desorption

Summary The Knotek-Feibelman mechanism of desorption is analysed in the context of a microscopic dynamical theory that has been proposed recently for closed-band systems. To understand the physical contents of the general equations, the probabilityP of ionic desorption is derived analytically in several selected model situations as a function of the characteristic desorption timet _o. Although typicallyt _o is quite long compared to the inverse level widthW _B ⁻¹, the results show very significant deviations from the limit of small velocities. This is due to the fact thatP is not primarly determined by the level width, but by the structures, like peaks and singularities, that are contained in the two-hole continuum. Such features, that are completely missed in the traditional approach that represents the continuum by a Lorentzian, are naturally enbodied in the present theory. They may originate from the position of the adatom energy level ɛ relative to the substrate band and/or by hole-hole correlation. When split-off localized states arise,P may become comparable with unity even in the limit of small velocities, giving raise to the Knoteck-Feibelman reneutralization bottleneck; however, this is not the case when the localized states are readsorbed by the continuum in the course of desorption. An explicit example of this behaviour is given. On the other hand, when ions desorb from ionic crystals with a large Madelung energy, the bond-breaking process may approach the sudden limit. A strongly nonadiabatic behaviour is then predicted, including a correlation-induced enhancement ofP by several orders of magnitude, even in bandlike situations. This rapid variation leads to suggestions for a new experiment that should enable us to see the effects of a fine tuning of the electronic parameters.

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Riassunto Il meccanismo di Knotek e Feibelman di desorbimento è studiato nel contesto di una teoria quantistica dinamica che è stata recentemente proposta ed è applicabile al caso di sistemi con bande chiuse. Al fine di mettere in luce il contenuto fisico delle equazioni generali, si sono scelte alcune situazioni modello per le quali si è ottenuta analiticamente la dipendenza della probabilitàP di desorbimento ionico dal tempo caratteristico di desorbimentot _o. Benchè tipicamentet _o risulti molto piú lungo della larghezza inversaW _B ⁻¹ del livello, i risultati dimostrano cheP può deviare in modo molto significativo dal limite di velocità basse. Infatti,P è determinato principalmente non dalla larghezza del livello, ma dalle strutture (picchi e singolarità) che sono contenute nel continuo. Questi aspetti sono ignorati completamente nell'approccio consueto, che rappresenta il continuo con una lorentziana, ma sono inclusi in questa teoria in modo naturale. Una possibile origine di strutture nel continuo è rappresentata da una posizione del livello eccentrica rispetto alla banda del substrato; un'altra, dalla correlazione buca-buca. Se ne risultano stati disereti isolati dal continuo,P può essere dell'ordine dell'unità anche nel limite di velocità basse, e questo è appunto il ≪collo di bottiglia≫ che impedisce la rineutralizzazione secondo Knotek e Feibelman; questo non avviene, però, se lo stato discreto è riassorbito dal continuo nel corso del desorbimento. Di tale fenomeno è fornito un esempio esplicito. D'altra parte, quando gli ioni desorbono da cristalli ionici con un'elevata energia di Madelung, il processo di rottura del legame può avvicinarsi al limite repentino. La teoria allora predice un comportamento fortemente non adiabatico, in cuiP è accresciuta di ordini di grandezza dagli effetti di correlazione, anche in situazioni in cui lo spettro è di tipo banda. Questa rapida variabilità diP porta a suggerimenti utili per verificare, con un nuovo esperimento, gli effetti di piccoli aggiustamenti dei parametri elettronici.

     

Response functions for cosmic-ray muons at various depths underground

Summary Response functions for underground muons are obtained by solving numerically the equations of hadronic cascades in the atmosphere, by assuming Feynman scaling for hadronic interactions over the whole energy region. For practical use of the response functions in cosmic-ray modulation study, calculations are made for various combinations of parameters such as zenith angle, atmospheric depth and muon threshold energy. The present response functions are consistent with cosmic-ray measurements and can be well utilized for the study on the cosmic-ray modulation.

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Riassunto Si ottengono funzioni di risposta per muoni sotterranei risolvendo numericamente le equazioni per le cascate adroniche nell'atmosfera, assumendo lo scaling di Feynman per interazioni adroniche nell'intera regione di energia. Per l'uso pratico di funzioni di risposta nello studio di modulazione dei raggi cosmici, si fanno calcoli per varie combicazioni di parametri come l'angolo di zenit, la profondità atmosferica e l'energia muonica di soglia. Le attuali funzioni di risposta sono coerenti con le misurazioni dei raggi cosmici e possono essere bene utilizzate per lo studio della modulazione dei raggi cosmici.

     

Transient stefan flow and thermophoresis around an evaporating droplet

Summary The particle scavening efficiency of vapour-grown ice crystals falling from mixed clouds proves to be very high. Stefan flow, an aerodynamic flow originating in the fluid surrounding evaporating or condensing bodies, pushes airborne particles away from the surface of the supercooled droplets evaporating in the vicinity of an ice crystal. The particle Brownian flux towards the surface of the ice crystal (terminal velocity of about 1 m s⁻¹) it, therefore, enhanced. However, the efficiency of this process of airborne-particle removal is strongly reduced as a consequence of the cooling of the evaporating droplet which produces a ?thermal force?, thermophoresis, which counteracts the particle Stefan flow. At the surface of an evaporating droplet in a quasi-equilibrium state, the two airborne-particle velocity fields practically balance each other. This counteracting effect on particle motion needs to be evaluated in the transient case. An approach is presented which consists of reformulating the transient heat and mass transfer problem in such a way as to convert it into a purely heat transfer problem having a known analytical solution. The approach is discussed and found to be correct. The results of the computations show that the counteracting role of thermophoresis on Stefan-flow particle motion during the residence time of supercooled droplets in the vicinity of an ice crystal (from 10⁻⁵ to 10⁻⁴s), which is also the time in which evaporation takes place, is considerably weak. It turns out to be practically negligible for large droplets (radius ≥8·10⁻⁴ cm).

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Riassunto Cristalli di ghiaccio naturali cresciuti per sublimazione in presenza di goccioline di acqua sopraffusa catturano efficacemente particelle browniane. Il flusso di Stefan che si crea in un fluido circostante un corpo in fase di evaporazione o, condensazione trascina via particelle dalla superficie delle goccioline sopraffuse che evaporano nelle vicinanze dei cristalli di ghiaccio. Il flusso della diffusione browniana di particelle atmosferiche verso la superficie del cristallo viene aumentato. Tuttavia l’efficienza di questo meccanismo è fortemente ridotta dalla termoforesi che si crea in prossimità della superficie della gocciolina in quanto questa, nell’evaporare, si raffredda. Nello stato di quasi equilibrio della gocciolina i due campi di velocità delle particelle, il flusso di Stefan e la termoforesi, si annullano praticamente l’un l’altro. L’effetto di questo controbilanciamento va valutato nel transiente. Un accostamento a questo caso consiste nel riformulare il problema del trasferimento contemporaneo di massa e di calore alla superficie della gocciolina in modo tale da ricondurlo a un problema di solo trasferimento di calore del quale già esiste la soluzione analitica. Si discute questo approccio e si mostra che esso è corretto. I risultati dei calcoli mostrano che l’effetto della termoforesi sulle particelle trasportate dal flusso di Stefan durante la permanenza delle goccioline in prossimità del cristallo di ghiaccio (da, 10⁻⁵ a 10⁻⁴ s) è di scarsa rilevanza. Diventa praticamente trascurabile nel caso di grandi goccioline (raggio ≥8·10⁻⁴ cm).

     

Electrohydrodynamic stability of a fluid layer. Effect of a tangential periodic field

Summary The electrohydrodynamic stability of a fluid layer influenced by a periodic tangential electric field is studied. The model allows for general forms of deformations of the interface. Two simultaneous ordinary differential equations of Mathieu type are obtained. The coupled equations are solved by the method of multiple-scale perturbations for small electric-field amplitude and stability conditions are discussed. It is found that the tangential field has a stabilizing effect except at resonance points. Graphs are drawn to illustrate the resonance regions in a parameter space. The tangential periodic field cannot stabilize a system which is unstable under a constant electric field.

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Riassunto Si studia la stabilità elettrodinamica di una strato fluido influenzato da un campo elettrico tangente periodico. II modello tien conto delle forme generali di deformazioni dell’interfaccia. Si ottengono due equazioni simultanee differenziali ordinarie del tipo di Mathieu. Le equazioni accoppiate sono risolte col metodo delle perturbazioni su scala multipla per piccola ampiezza di campo, elettrico e si dicutono le condizioni di stabilità. Si è trovato che il campo tangente, ha un effetto stabilizzante eccetto nei punti di risonanza. I grafici sono fatti per illustrare le regioni di risonanza in uno spazio di parametri. Il campo periodico tangente non può stabilizzare un, sistema che è instabile in un campo elettrico costante.

     

Negatively buoyant plume dispersion: a comparison of simple mathematical models, hydraulic simulations and field data

Summary The ground-level concentration distribution for negatively buoyant gases of various densities, emitted from stacks with heights, diameters and exit velocities varying in the typical range of geothermal drilling activities, was studied by means of hydraulic simulations performed in neutral conditions at different flow speeds. These measurements, and a few others taken in the field in nearly neutral and unstable atmosphere during tests of CO₂ release from a geothermal well, were compared with the values expected from a Gaussian formula corrected for denser-than-air, tilted plumes. For calculating theoretical concentrations, three couples of horizontal and vertical plume standard deviations as functions of downwind distance from source were employed: those given by Singer-Smith and Briggs and a third one obtained by our group during a previous water channel experiment. Also the maximum ground-level concentration and its distance from the source were measured in each simulation and compared with the prediction of our Gaussian formula, as well as with a best-fit expression given by Meroney. The concentration pattern χ(x, y, 0) given by the corrected Gaussian formula proved to be in good agreement with experimental data, especially in association with Singer-Smith's or our sigmas. When only maximum g.l. concentrations are needed, also the simple formula suggested by Meroney can give a good approximation.

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Riassunto Una serie di simulazioni in vasca senza stratificazione, condotte a varie velocità della vena idraulica, ha permesso di studiare la distribuzione di concentrazione al suolo dovuta a gas con varie densità maggiori di quella dell'aria, emessi da ciminiere con altezze, diametri e velocità di efflusso variabili entro intervalli tipici delle attività di perforazione geotermica. Queste misure, ed alcune altre ottenute in campo in condizioni di atmosfera circa neutra e instabile durante prove di rilascio di CO₂ da un pozzo geotermico, sono state confrontate con i valori attesi in base ad una formula gaussiana corretta per pennacchi inclinati. Nel calcolo delle concentrazioni teoriche si sono impiegate tre diverse coppie di espressioni per le deviazioni standard orizzontale e verticale del pennacchio: quelle date da Singer-Smith e Briggs ed una terza ottenuta dal nostro gruppo durante una precedente esperienza in canale idraulico. In ciascuna prova si è misurata anche la concentrazione massima al suolo e la sua distanza dalla sorgente; queste quantità sono state raffrontate con le previsioni della formula gaussiana e con una espressione empirica proposta da Meroney. Il campo di concentrazione χ(x, y, 0) dato dalla formula gaussiana corretta è risultato in buon accordo con le misure, specialmente se associato alle sigma di Singer-Smith o alle nostre. Quando sia sufficiente una valutazione della concentrazione massima, anche la semplice formula di Meroney può dare una buona approssimazione.

     

Classificazione automatica delle conformazioni delle anse degli anticorpi

Sommario: I siti di legame con l'antigene degli anticorpi sono costituiti principalmente da sei anse, le RDC (Regioni determinante la complementarietà). La conformazione della catena principale di cinque di queste anse è descritta dal modello delle “strutture canoniche”, secondo il quale le catene principali di queste anse possiedono un repertorio di conformazioni limitato e discreto. Le conformazioni osservate per l'ultima ansa (RDC3 della catena pesante) sono molto più variabili, e qui ci limitiamo a distinguere fra le conformazioni di questa regione più vicine all'impalcatura. Dato il rapido aumento nella popolazione di strutture delle immunoglobuline nella banca dati, sarebbe utile avere un metodo automatico per identificare le strutture canoniche di un anticorpo. Abbiamo scritto un programma che accetta in entrata le coordinate di una struttura di un anticorpo, e assegna le strutture canoniche delle anse. Il programma utilizza (1) un insieme delle strutture di anticorpi conosciute e la definizione delle RDC in tutte queste strutture, e (2) le coordinate degli esempi che ci forniscono la definizione di ciascuna struttura canonica.

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Classificazione automatica delle conformazioni delle anse degli anticorpi

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Ricevuto il 10 Agosto 1999     

A class of integral formulations of the Helmholtz equation for an inhomogenous medium

Summary It is shown how the Helmholtz equation (and, as a particular case, the Laplace equation) for an inhomogenous medium can be transformed into several integral formulations. Thus the already known formulations, used in numerical studies of wave diffraction by harbours and islands, are seen in the context of a more general theory.

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Riassunto Si mostra come l'equazione di Helmholtz (e come caso particolare l'equazione di Laplace) per un mezzo inomogeneo può essere trasformata in forma integrale in diversi modi. Così le formulazioni già note, usate nello studio numerico della diffrazione di onde da parte di isole o porti, sono viste nel contesto di una teoria più generale.

     

Electrostatic neutron-electron scattering

Summary We demonstrate that the electrostatic neutron-electron interaction, formed by the Schwinger and Foldy terms, leads to a cross-section in which the response function is the inverse dielectric function observed in X-ray scattering and electron loss experiments. The experimental conditions for scattering off the acoustic plasmon in metals are unobtainable at present and, at large scattering wave vectors, where the scattered intensity is proportional to the Compton profile, scattering is too weak to be useful. For intermediate scattering vectors, outside the first Brillouin zone, experimental restrictions are still severe although the experiment is feasible but we do not have relevant calculations of the dielectric function, for band structure models, from which to estimate the cross-section. Calculations available for the first Brillouin zone lead us to expect a significant and highly structured response.

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Riassunto Si dimostra che l’interazione elettrostatica neutrone-elettrone, formata dai termini, di Schwinger e Foldy, porta ad una sezione d’urto nella quale la funzione di risposta è la funzione dielettrica inversa osservata nella diffusione dei raggi X e negli esperimenti di perdita degli elettroni. Le condizioni sperimentali per lo scattering fuori dal plasmone acustico nei metalli sono al momento inottenibili e, per vettori d’onda di scattering molto grandi, in cui l’intensità di diffusione è proporzionale al profilo di Compton, la diffusione è troppo debole per essere utile. Per vettori di diffusione intermedi, fuori dalla prima zona di Brillouin, le restrizioni sperimentali sono aconra notevoli anche se l’esperimento è, fattibile, ma non abbiamo calcoli rilevanti della funzione dielettrica, per modelli di struttura di banda, dai quali calcolare la sezione d’urto. I calcoli utilizzabili per la prima zona di Brillouin portano ad attendersi un responso significativo e altamente strutturato.