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    Integrated thermal-structural analysis of large space structures

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    Optimum performance of large space antennas requires very fine control of the shape of the antenna surface since the shape affects both frequency control and pointing accuracy. A significant factor affecting the antenna shape is the temperature of the structure and the resulting deformation. To accurately predict the temperature of the structure, it is necessary first to accurately predict thermal loads. As the structure orbits the Earth, the thermal loads change constantly so that the thermal-structural response varies continuously throughout the orbit. The results from recent applications of integrated finite element methodology to heat load determination and thermal-structural analysis of large space structures are given. Four areas are concentrated on: (1) the characteristics of the integrated finite element methodology, (2) fundamentals of orbital heat load calculation, (3) description and comparison of some radiation finite elements, and (4) application of the integrated finite-element approach to the thermal-structural analysis of an orbiting truss structure

    Finite element thermal-structural modeling of orbiting truss structures

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    A description of an integrated finite element (FE) thermal-structural approach for accurate and efficient modeling of large space structures is presented. A geometric model with a common discretization for all analyses is employed. It uses improved thermal elements and the results from the thermal analysis directly in the structural analysis without any intervening data processing. The differences between the conventional FE approach as implemented in large programs and an integrated FE approach currently under development are described. Considerations for thermal modeling of truss members is discussed and three thermal truss finite elements are presented. The performance of these elements was evaluated for typical truss members neglecting joint effects. A simple truss with metallic joints and composite members was studied to evaluate the effectiveness of the approach for realistic truss designs. A study of the effects of aluminum joints on the thermal deformations of a simple, plane truss with composite members showed that joint effects may be significant. Further study is needed to assess the role of joint effects on the deformation of large trusses

    Notes on the Morphology and Genesis of Mud Polygons on Mount Kenya, East Africa

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    Mud polygons forming in a valley train deposit in Teleki Valley on Mount Kenya were studied with respect to their physical, mineralogical, chemical and biological characteristics. Developing in fine-grained alluvium of postglacial age, those polygonal systems are composed of numerous, and nearly isomorphous units, that appear close to existing drainages in areas stripped of vegetation cover. Stream erosion and animal activity (particularly rodents and Mount Kenya hyrax, e.g. cony) appear to be primarily responsible for the loss of plant cover. Field tests show that periodic wetting and drying results in closure and reopening of polygonal cracks; freeze thaw activity was not observed to assist in developing polygonal ground shape. Subsequent laboratory tests on several samples confirm that the lack of expandable clay minerals might inhibit wetting-drying activity in individual polygon samples.Les polygones de boue, qui se forment dans les dépôts fluvio-glaciaires dans la vallée de Teleki sur le mont Kenya, ont été étudiés en fonction de leurs caractéristiques physiques, minéralogiques, chimiques et biologiques. Ces réseaux polygonaux, qui se développent dans des alluvions postglaciaires fins, sont composés de plusieurs unités presque isomorphes qui apparaissent près des chenaux d'écoulement là où il n'y a plus de couvert végétal. L'érosion fluviatile et l'activité animale (en particulier celle des rongeurs et le daman du mont Kenya) semblent être les principales causes de la perte du couvert végétal. Les expériences de terrain démontrent que les cycles mouillage-assèchement provoquent la fermeture et la réouverture des fissures polygonales; le phénomène gel-dégel ne semble pas contribuer au développement des sols polygonaux. Les tests de laboratoire subséquents faits sur plusieurs échantillons confirment le fait que l'absence de minéraux argileux dilatables peut empêcher l'opération mouillage-séchage de se produire dans les échantillons de polygones pris isolément

    Morphology and Composition of Two Late Wisconsinan Soils Forming in Till and Lacustrine Deposits, Scarborough Bluffs Area, South-Central Ontario

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    Halton Till and Glacial Lake Iroquois lacustrine sand and gravel deposits are the major surficial materials exposed at the surface of Scarborough Bluffs in South-Central Ontario. Luvisols formed in these deposits have different morphologies, including depth of weathering, complexity of horizonation, and strength of structural grades which result from parent material differences and pedogenesis. Particle size variations between the two paleosols result, in part, from different modes of deposition, and show that variable amounts of clay were produced pedogenically in the two systems. Clay mineral genesis, involving the transformation of illite and illitesmectite to vermiculite, appears to be restricted to the Iroquois sand paleosol, while some chloritization of illite occurs in both profiles. Changes in the primary mineral contents in the two paleosols suggest a similar magnitude of weathering in both systems. Distributions of vermiculite and dithionite-extractable Fe suggest some preweathering effects in the Halton Till paleosol. Morphological, mineralogical and some soil chemical properties are closely related to the physical attributes of the two different parent materials (till vs lacustrine sand and gravel).Le Till de Halton et le sable lacustre et les dépôts graveleux du lac glaciaire Iroquois sont les principaux matériaux qui apparaissent à la surface des falaises de Scarborough. Les luvisols, qui se sont formés dans ces dépôts, présentent diverses morphologies, dont la profondeur de l'altération. Ia complexité des horizons et le degré d'agrégation du sol, qui dépendent de la nature du matériau d'origine et de la pédogenèse. Les différences de grosseur des particules entre les deux paléosols sont en partie le résultat des modes de dépôt et démontrent que des quantités variables d'argile ont été produites pédogénétiquement dans les deux cas. La genèse de l'argile minérale, qui implique la transformation de Milite et de l'illitesmectite en vermiculite, ne touche que le paleosol de sable du lac Iroquois, mais la chroliritisation de l'ïllite apparaît dans les deux profils. La modification du contenu minéral primaire dans les deux paléosols démontre que le degré d'altération est à peu près le même. La répartition de la vermiculite et de la dithéonite-Fe extractible suppose que des effets de pré-altération se sont manifestés dans le paléosol du Till de Halton. Les propriétés morphologiques et minéralogiques et certaines propriétés chimiques des sols sont étroitement liées aux caractéristiques physiques de deux matériaux d'origine (till, dans un cas, sable lacustre et gravier, dans l'autre.)Das Till von Halton und Seesand- und Kiesablagerungen aus dem Iroquois Eiszeit-See sind die hauptsâchlichen Materialien, die an der Oberflâche der Steilkusten von Scarborough im sùdlichen Zentrum von Ontario sichtbar sind. Die Luvisols, die sich in diesen Ablagerungen gebildet haben, haben unterschiedliche Morphologien, wie die Tiefe der Verwitterung, die Komplexitât der Horizonte und die Stârke der Bodenanhàufung, welche von den Unterschieden zwischen verwandtem Material und der Pedogenese abhângig sind. Die Unterschiede in der GrôBe der Partikel zwischen den beiden Palâobôden resultieren zum Teil aus unterschiedlichen Ablagerungsarten und zeigen, daB unterschiedliche Mengen von Ton in den zwei Systemen pedogenetisch produziert wurden. Die Genèse des Minerlal-Tons einschlieBlich der Verwandlung von lllit und lllit-Smektit zu Vermikulit scheint sich auf den Iroquois Sand-Palâoboden zu beschrànken, wàhrend in beiden Profilen eine Chloratisierung des lllits vorkommt. Verànderungen in den primâren Minerai-Inhalten in den beiden Palâobôden legen eine àhnliche Bedeutung der Verwitterung in beiden Systemen nahe. Die Verteilung von Vermikulit und des herauslôsbaren Dithionit-Fe lassen einige Verwitterungseffekte im Palâobôden des Halton-Till vermuten. Mor-phologische, mineralogische und einige chemische Boden-Eigenschaften werden mit den physikalischen Eigenschaften der zwei verschiedenen verwandten Materialien eng in Verbindung gebracht (Till versus See-Sand und Kies)

    On NP-Hardness of the Paired de Bruijn Sound Cycle Problem

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    The paired de Bruijn graph is an extension of de Bruijn graph incorporating mate pair information for genome assembly proposed by Mevdedev et al. However, unlike in an ordinary de Bruijn graph, not every path or cycle in a paired de Bruijn graph will spell a string, because there is an additional soundness constraint on the path. In this paper we show that the problem of checking if there is a sound cycle in a paired de Bruijn graph is NP-hard in general case. We also explore some of its special cases, as well as a modified version where the cycle must also pass through every edge.Comment: Peer-reviewed and presented as part of the 13th Workshop on Algorithms in Bioinformatics (WABI2013

    Soil Development as a Function of Time in the Rouge River Basin, South-Central Ontario

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    Three soils of postglacial age, representing a chronosequence in the Rouge River Basin of south-central Ontario, were studied to determine variations in morphological, physical, chemical, and mineralogical properties. These soils, forming in alluvium of mixed mineralogy represent the Late HoIocene (Entisol), Middle Holocene (lnceptisol),and Early Holocene (lnceptisol) surfaces. Horizon differentiation and soil thickness increase with greater age, while pH drops slightly in the sola of the older profiles. Cation exchange capacity (CEC) and organic matter in the surface horizons increases slightly with age, while, for the most part, CaCO3 and Ca/ Mg ratio decrease. Significant changes occur over time, especially with an increase of dithionite-extractable iron with age (from ~ 0.20 in the Late Holocene soil to ~ 0.70 in the Middle to Early Holocene profiles). Illite and illite-smectite tend to decrease with age, being replaced by small amounts of chlorite and vermiculite. In spite of some variability in parent materials due to stratification and preweathering, and minor changes in species composition, the changes in soil properties are attributed to processes of soil formation acting over time.Trois sols postglaciaires en chronoséquence ont été étudiés en vue de déterminer les variations de leurs propriétés morphologiques, physiques, chimiques et minéralogiques. Ces sols, qui se sont formés dans des alluvions de minéralogie mixte, identifient des surfaces de l'Holocène supérieur (régosol), de l'Holocène moyen (brunisol) et de l'Holocène inférieur (brunisol). La differentiation des horizons et l'épaisseur du sol augmentent avec le temps, tandis que le pH diminue légèrement dans le solum des profils plus anciens. La capacité d'échange cationique (CEC) et la présence de matière carbonique dans les horizons de surface augmentent légèrement avec le temps, pendant que les rapports de CaCo3 et de Ca/Mg diminuent en grande partie. Des changements importants surviennent avec le temps, surtout en ce qui à trait à l'augmentation du fer extractible à la dithionite (de ≃ 0,20 dans le sol de l'Holocène supérieur à ≃ 0,70 dans les profils de l'Holocène moyen et inférieur). Les teneurs en illite et en illite - smectite ont tendance à diminuer avec le temps pour être remplacées par de petites quantités de chlorite et de vermiculite. En dépit d'une certaine variation entre les matériaux parentaux en raison de la stratification et de phénomènes d'altération, et de différences mineures entre la composition des espèces, les changements qui affectent les propriétés des sols sont attribuables aux différents processus de formation des sols qui ont eu cours.Drei postglaziale Bôden, die im Bassin des Rouge River im sùdlichen Zentral-Ontario eine Chronosequenz bilden, wurden untersucht, um Variationen in ihren morphologischen, physikalischen, chemischen und mineralogischen Eigenschaften zu bestimmen. Dièse Bôden, die sich in Alluvionen gemischter Minéralogie gebildet haben, weisen Oberflâchen des spâten Holozân (Entisol), des mittleren Holozân (lnceptisol) und des frùhen Holozân (lnceptisol) auf. Die Differenzierung der Horizonte und die Dicke der Bôden nehmen mit dem Alter zu, wâhrend das pH in den Bôden der âlteren Profile leicht abnimmt. Die Kation Austausch-Fâhigkeit (CEC) und organisches Material in den Oberflàchen-Horizonten nimmt mit dem Alter leicht zu, wàhrend das Verhâltnis von CaCO3 und Ca:Mg abnimmt. Bedeutende Verânderungen treten mit der Zeit auf, insbesondere mit der Zunahme von mittels Dithionit extrahierbarem Eisen (von ~ 0.20 in dem spâten Holozân-Bôden bis ~ 0.70 in den Profilen des mittleren und frùhen Holozân). Illit und lllit-Smektit neigen mit dem Alter zur Abnahme und werden durch kleine Mengen von Chlorit und Vermikulit ersetzt. Trotz einer gewissen Variabilitât in verwandten Materialien, die auf Stratifizierung und Verwitterung beruhen, und unbedeutenderen Verânderungen in der Spezies-Komposition, werden die Verânderungen in den Bôden-Eigenschaften auf die Prozesse in der Boden-Bildung zurùckgefùhrt, die ùber die Zeit stattgefunden haben

    Sedimentary Petrographic Study of Tephra, Glacial and Aeolian Grains in a Quaternary Paleosol Sequence on Mount Kenya, East Africa William

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    Tephra, aeolian and glacial grains in a lithostratigraphic-paleosol sequence on Mount Kenya were studied to determine if their pétrographie properties would provide evidence for different paleoenvironments over the period of - 100,000 to - 500,000 yr BP. Till containing high quantities of ferromagnetic minerals alternate in the sequence with aeolian sediments and tephras containing an abundance of volcanic glass, quartz, and feldspars with variable degrees of etching. Quartz, an allochthonous mineral on Mount Kenya, appears to have an aeolian origin followed by ice transport which produced glacially-crushed surfaces. A comparison of weathering products in the two paleosols leads to the conclusion that precipitation-drainage conditions were quite different during the formation of these inter-glacial paleosols.Les grains d'origines volcanique, éolienne et glaciaire d'une séquence lithostratigraphique de paléosols ont été étudiés en vue de déterminer si leurs propriétés pétrographiques pouvaient fournir des témoignages des différents paléoenvironnements qui se sont succédé à partir d'environ 100 000 jusqu'à 500 000 BP. Dans la séquence, du till renfermant de grandes quantités de minéraux ferromagnétiques alterne avec des sédiments éoliens et volcaniques renfermant beaucoup de verres volcaniques, de quartz et de feldspaths plus ou moins corrodés. Le quartz, un minéral allochtone, vraisemblablement d'abord d'origine éolienne, a aussi connu un transport par les glaces qui en ont broyé les surfaces. La comparaison des dépôts d'altération dans les deux paléosols indique que les conditions de précipitations et du drainage étaient très différentes au cours de la formation de ces deux paléosols interglaciaires.Zwei quartàre Palàobôden, die insgesamt einem Zeitraum von etwa 500 000 bis 100 000 J. v. h. entsprechen, wurden im Hinblick auf ihre Bildungs bedingungen untersucht. In der Abfolge wechsellagern Morânen mit glasreichen vulkanischen Aschen und âolischen Sedimenten. Die Morânen weisen relativ hohe Gehalte an ferromagnetischen Mineralen (vorallem Magnetit) auf. Die âolischen Sedimente fùhren neben reichlich Glas und Feldspàten (Intensitât der Lôsungsverwitterung variabel) auch verhàltnismâBig viel Quarz. Quarz ist am Mt. Kenya allochthon. Er scheint âolischen Ursprungs zu sein. Fur Eistransport typische Bruchflàchen beweisen seine Umlagerung durch Gletschereis. Ein Vergleich der Verwitterungsprodukte zeigt, daB die Niederschlagsund Drainagebedingungen bei der Bildung der beiden Palàobôden deutlich verschieden waren. • Contribution du premier symposium de la CANQUA sous la direction de René W. Barendregt. Manuscrit reçu le 30 décembre 1986; manuscrit révisé accepté le 2 décembre 1987

    A Hybrid Lagrangian Variation Method for Bose-Einstein Condensates in Optical Lattices

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    Solving the Gross--Pitaevskii (GP) equation describing a Bose--Einstein condensate (BEC) immersed in an optical lattice potential can be a numerically demanding task. We present a variational technique for providing fast, accurate solutions of the GP equation for systems where the external potential exhibits rapid varation along one spatial direction. Examples of such systems include a BEC subjected to a one--dimensional optical lattice or a Bragg pulse. This variational method is a hybrid form of the Lagrangian Variational Method for the GP equation in which a hybrid trial wavefunction assumes a gaussian form in two coordinates while being totally unspecified in the third coordinate. The resulting equations of motion consist of a quasi--one--dimensional GP equation coupled to ordinary differential equations for the widths of the transverse gaussians. We use this method to investigate how an optical lattice can be used to move a condensate non--adiabatically.Comment: 16 pages and 1 figur
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