Irreversibilites in science and technology networks: An empirical and analytical approach

The theory of autopoiesis, i.e., self-referentiality in the operation of the system, provides us with a production rule for change in the structure of the network. Using information theory, a model system is developed to study the relative likelihood of dynamic transitions: various senses of irreversibility (emergence, and path dependency) are disinguished. A test for path dependency is applied to two sets of empirical data which supposedly reflect historical discontinuities: the budget of theFraunhofer Gesellschaft, and the citation network among AIDS research related journals. The model for the interaction between self-referential developments and goal-referential boundary conditions is further specified, using the example of technological trajectories and selection environments.     

Eine systemkonforme Maßzahlbildung für klassifikatorische Merkmale

Zusammenfassung Diese Arbeit behandelt das Problem einer geeigneten Maßzahlkonstruktion für die Streuung eines qualitativen Merkmals. Unter der Bezeichnung Diversitätsindex sind in der Literatur eine Reihe von Konzepten zu dieser Frage entwickelt worden, die aber insgesamt keine befriedigende Motivation aufweisen; insbesondere fehlt ein wirklich stringentes Selektionskriterium für die Fülle der angebotenen Möglichkeiten. Wir gehen hingegen von plausiblen Anforderungen an ein Diversitätsmaß, die sich großteils am klassischen Adäquationsprinzip orientieren, d.h. an der Zielsetzung, Maßzahlen so zu konstruieren, daß sie dem zu beschreibenden Sachverhalt möglichst angemessen, also systemkonform sind, aus. Es wird unter Zuhilfenahme von Resultaten aus der Theorie der (quasilinearen) Funktionalmittelwerte gezeigt, daß die so erstellten Postulate es gestatten, aus einer großen Klasse von Funktionen eine eindeutige Auswahl zu treffen.     

Disciplinary variables that affect the shape of Bradford's bibliograph

The influence of various factors upon the shape of Bradford's bibliograph was assessed through an examination of 16 bibliographies, of which ten were comprehensive. We obtained a curvature score for each bibliograph plotted in a standard landscape format so as to permit comparison; we found that the amount of concave up curvature (convexity): (a) is negatively correlated with a bibliography's overall publication density; (b) depends on the status (technical vs. nontechnical) of the disciplinary source of a bibliography, with technical disciplines showing less convexity; and (c) is complexly affected by the historical changes in the discipline. Findings are discussed in the context of questions about the graphical formulation of Bradford's Law.     

On Hamilton's priciple in linear function spaces with semi-scalar product

Summary It is shown that by abandoning the concepts ofscalar product andenergy and replacing them by the concepts ofsemi-scalar product andmeta-energy, mechanical systems which are non-conservative with respect to the energy admit of an analytical treatment which lets them appear to be conservative with respect to the meta-energy. Above all, these classically non-conservative systems become subject to a variational principle which is the exact counterpart to the classical principle of Hamilton. It is also shown that, when a transition to an appropriate function space with a semi-scalar product is difficult, there is the possibility of deriving at least a hybrid variational principle which implies using thegeneralized adjoint system in conjunction with the original system.

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Über Hamiltons Prinzip in linearen Funktioneräumen mit semi-skalarem Produkt with semi-scalar product

Zusammenfassung In dieser Arbeit wird gezeigt, daß, wenn man die Bergiffe Skalares Produkt und Energie durch die Begriffe Semi-skalares Produkt und Meta-Energie ersetzt, mechanische Systeme, die bezüglich der Energie nicht-konservativ sind, einer analytischen Behandlung zugänglich werden, die sie als konservativ bezüglich der Meta-Energie erscheinen läßt. Vor allem lassen sich diese Systeme, die im klassischen Sinn echt nicht-konservativ sind, einem Variationsprinzip unterwerfen, das das genaue Gegenstück zum klassischen Prinzip von Hamilton ist. Es wird auch gezeigt, daß, wenn ein Übergang zu einem geeigneten Funktionenraum mit semi-skalarem Produkt schwierig ist, die Möglichkeit besteht, wenigstens ein hybrides Variationsprinzip herzuleiten, welches den Gebrauch des sogenannten verallgemeinerten adjungierten Systems im Zusammenhang mit dem ursprünglichen System voraussetzt.

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With 5 Figures     

Nucleation and growth of β′magnesium sialons and their composition limits

Previous reports on the solubility of magnesium in -sialons have been conflicting. The present work shows conclusively that crystalline magnesium sialons with the silicon nitride structure do exist. They are formed by crystallization of magnesium sialon glasses at low temperatures. -magnesium sialon crystals nucleate on -sialon nuclei which are themselves formed by precipitation from Mg-Si-Al-O-N liquids at high temperatures. The current results suggest that -magnesium sialons exist only over a limited composition range within the 3M/4X plane of the Mg-Si-Al-O-N system, which is indicative of some form of ordering within the structure. Although the compositions investigated in the present study are unstable with respect to forsterite above about 1000° C, the possibility of producing -magnesium sialons which are stable at much higher temperatures cannot be fully discounted at present.     

Influence of Multiple‐Scattering Processes on the Laser Probing of Biological Tissues

Theoretical aspects of multiplescattering processes in laser probing of biological tissues have been considered. The method of digital dynamic specklephotography has been described. The results of experimental studies of the nearsurface blood flow and stressedstrained states in a pinstructure–toothroot model are presented.     

Distribution of local stresses across the thickness of cracked plates under bending fields

A series of three-dimensional photoelastic experiments were conducted on plates containing through cracks which were loaded in bending with sufficient extension to prevent closure on the compressive side of the plate. Cracked plate geometries were selected so as to span the transitional thin to thick range. Slices were made parallel to the plate surfaces in the stress frozen material so as to remove the region around the crack tips. These slices were analyzed photoelastically and functions were evaluated experimentally corresponding to stress intensity factor distributions through the plate thickness. Results were compared with the theory of G. C. Sih. Agreement was excellent with theory for thin cracked plate geometries. For thicker cracked plate geometries results diverged progressively. For all cases studied, the use of a linear distribution of the stress intensity factor function through the plate thickness appeared to be satisfactory.

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Zusammenfassung Eine Reihe von dreidimensionalen photoelastischen Versuchen wurden auf Platten, die durchgehende Risse enthalten, unter Biegebelastung und genügendem Zug um das Schließen auf der Druckseite der Platte zu verhindern, ausgeführt. Die Dimensionen der gerissenen Platten wurden so gewählt daß sie das Übergangsgebiet dünn auf dick enthalten. Man machte Streifen paralell zu den Plattenoberflächen im spannungsgefrohrenen Material um die Teile um die Rißspitze zu entfernen. Die Streifen wurden photoelastisch untersucht und man stellte experimentelle Funktionen auf, die der Verteilung der Spannungsintensitätsfaktoren über die Plattendicke entsprechen. Die Ergebnisse wurden mit der Theorie von G. C. Sih verglichen. Die Übereinstimmung war ausgezeichnet für dünne Platten mit Rissen. Für dickere Platten mit Rissen gehen die Ergebnisse progressiv auseinander. Für alle untersuchten Fälle erwies sich die Anwendung einer linearen Verteilung der Spannungsintensitätsfaktorenfunktion über die dicke der Platte als zufriedenstellend.

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Résumé Une série d'essais de photo-élasticité à trois dimensions a été conduite sur des plaques comportant des fissures traversantes, sollicitées en flexion avec une composante de traction suffisante pour éviter que les fissures ne se referment du côté comprimé de la plaque.Les géométries des plaques fissurées ont été choisies de sorte à couvrir la gamme de la transition mince à épais. Des tranches ont été découpées parallèlement aux surfaces de la plaque, après que l'on eût figé les contraintes dans le matériau. Ces tranches ont été analysées par photo-élasticité, et des fonctions correspondant aux distributions des facteurs d'intensité des contraintes ont été évaluées expérimentalement.Les résultats ont été comparés avec la théorie de G. C. Sih. L'accord est excellent pour les tôles fissurées correspondant aux géométries minces. Ils divergent progressivement au fur et à mesure que l'on passe à des géométries épaisses.Pour tous les cas étudiés, l'emploi d'une distribution linéaire de la fonction représentant le facteur d'intensité des contraintes au travers de l'épaisseur de la plaque apparaît satisfaisant.

     

The constitution of the Ni-Al-Ru system

The constitution of the Ni-Al-Ru system has been investigated in the range 0 to 50 at% Al. Isothermal sections at 1523 and 1273 K have been determined using microstructural observations, electron probe microanalysis and X-ray diffraction. The phases present were: nickel-based solid solution (); (based on Ni₃Al); solid solutions based on NiAl and RuAl, respectively (designated ₁ and ₂), and ruthenium-based solid solution (Ru). The maximum solubility of Ru in was 5 at%. ₁, and ₂ show extensive range of solubilities, namely up to 20at% Ru in ₁ and up to 25 to 35 at% Ni in ₂. Three-phase equilibrium between , ₂ and (Ru) existed at 1523 and 1273 K. Also at 1523 K, three-phase equilibria existed between , and ₁ and ,₁ and ₂, while at 1273 K, the equilibria were between , ₁,₂ and , , ₂ indicating the occurrence of a reaction +₁, +₂ at a temperature between 1523 and 1273 K. Liquidus features have been deduced from data on as-solidified structures. Lattice parameter data and hardnesses are also reported.     

On geometric representations of dynamics

Summary The solutions of dynamics problems are considered as trajectories in the configuration, event, state, and state-time spaces, and the effects of some axioms of particle mechanics on the geometry of these trajectories are examined. Strictly Newtonian systems (SN) are defined for whichNewton's second law holds always, and Newtonian systems (N) for which momentum is permanently bounded, andNewton's second law holds almost always. The continuity, smoothness and monotonicity of the trajectories of (SN) and (N) in the above-mentioned spaces is studied, as well as the geometric meanings of scleronomic, rheonomic, holonomic and nonholonomic constraints and ofLiapunov andPoincaré stability. Finally, some examples from nonlinear vibration theory are used to illustrate the power of geometrical intuition in the solution of dynamics problems.

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Zusammenfassung Die Lösungen dynamischer Probleme werden als Trajektorien im Konfigurations-, Ereignis-, Zustands- und Zustands-Zeit-Raum betrachtet und die Auswirkungen einiger Axiome der Punktmechanik auf die Geometrie dieser Trajektorien untersucht. Als Strikt Newtonsche Systeme (SN) werden solche definiert, für die das zweiteNewtonsche Gesetz immer gilt und als Newtonsche Systeme (N) solche, für die der Impuls ständig beschränkt bleibt und das zweiteNewtonsche Gesetz fast immer gilt. Sowohl die Stetigkeit, Glattheit und Monotonität der Trajektorien der (SN) und (N) werden in den oben erwähnten Räumen untersucht, als auch die geometrische Bedeutung skeleronomer, rheonomer, holonomer und nichtholonomer Bedingungen und derLiapunovschen undPoincaréschen Stabilität. Schiließlich wird an Hand einiger Beispiele aus der Theorie nichtlinearer Schwingungen die Leistungsfähigkeit der geometrischen Betrachtungsweise bei der Lösung dynamischer Probleme illustriert.

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With 9 Figures     

Numerical Modeling of Turbulent Flow inside a Wind‐Driven Plant with Allowance for the Forces on the Impeller

The operating efficiency of a winddriven plant based on a confuserdiffuser accelerator is evaluated within the framework of the multiblock approach to solution of steadystate Reynolds equations closed with the use of a twoparameter dissipative turbulence model.     

Two generalisations of Burgers' equation

Summary Two different generalisations of Burgers' equation are investigated in the case when the coefficient multiplying the second derivative term is small. In both cases the solution involves a shock-layer, and matched asymptotic expansions are used ro relate the solution outside the layer with that inside the layer. The calculations are carried out to the second approximation and expressions are obtained for the displacement of the shock due to diffusion.

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Zwei Verallgemeinerungen der Burgers-Gleichung

Zusammenfassung Zwei verschiedene Verallgemeinerungen der Burgers-Gleichung werden für den Fall kleiner multiplikativer Koeffizienten des zweiten Ableitungsterms untersucht. In beiden Fällen bringt die Lösung eine Schockschicht mit sich, wobei angepaßte asymptotische Entwicklungen verwendet werden, um die Lösung außerhalb der Schicht auf die innerhalb der Schicht zu beziehen.Die Berechnungen werden bis zur zweiten Näherung durchgeführt und es werden Ausdrücke für die Verformung des Schocks zufolge Diffusion erhalten.

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With 1 Figure     

Relevanzbaumanalyse in der strategischen Planung der Landesregierung von Rheinland-Pfalz

Zusammenfassung Es geht um den Einsatz der Relevanzbaumanalyse (RBA) innerhalb des Integrierten Planungs-, Entscheidungs- und Kontrollsystems (IPEKS) in der Landesregierung von Rheinland-Pfalz in den Jahren 1972 bis 1976. Innerhalb der strategischen Zielrahmenplanung beabsichtigt man, mit Hilfe der RBA eine Prioritätsreihenfolge von Zielen bzw. Maßnahmen zu entwickeln. In zwei Bewertungsrunden wurden innerhalb der rheinland-pfälzischen Ministerialverwaltung ca. 1200 bzw. 600 Bewertungsschritte durchgeführt. Mit Hilfe der EDV wurde eine komplexe Hierarchie von Relevanzzahlen entwickelt. Sonderauswertungen führten zu spezifischen Kennzahlen. Beides schlug sich in dem Zielrahmen der Landesregierung nieder. Allerdings hat der Einsatz der RBA die ursprünglich gehegten Erwartungen nicht erfüllt: er ist als gescheitert zu betrachten.

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Summary It will be discussed the application of the relevance tree analysis (RTA) within the Integrated Planning-, Decision- and Controlsystem of the government of Rheinland-Pfalz from 1972–1976. It was intented to generate a sequence of priorities of goals and means. About 1200 resp. 600 evaluation steps were performed by members of the administration. A pyramid structure of relevance numbers was developed. Additional analysis followed. The results are described in the goal memorandum of the government. But we can find a disappointment about the opportunities of the RTA: The implementation of RTA failured; nowadays we can't see any use of the method.

     

Computational thermography: Numerical modeling of the thermal regimes of building structures

We consider numerical methods of simulating thermal regimes of building structures that make it possible to create optimum structures as regards power consumption by using more accurate calculations than those available in existing construction specifications and regulations. Possible means of reducing energy expenditures for formation of an optimum microclimate in living quarters are described.Notation R thermal resistance to heat transfer - _i thermal conductivity - c _i heat capacity - _i moisture content - i number of a layer - S thermal inertia of the material - density of the substance - frequency of harmonic vibrations - t time - Fo Fourier number - thermal diffusivity - t time step - x spatial step - Bi Biot number - h _c coefficient of convective heat transfer - k thermal conductivity - T ambient temperature - T _w wall temperature - Nu Nusselt number - Ra _l Rayleigh number - Gr _l Grashof number - Pr Prandtl number - g free fall acceleration - coefficient of thermal volumetric expansion of air - l characteristic length - coefficient of kinematic viscosity of air - determining temperature - thermal conductivity of the material - q heat flux - s area of the heat transfer surface - perimeter of the heat transfer surface - T free stream velocity - air viscosity Academic Scientific Complex A. V. Luikov Heat and Mass Transfer Institute of the Academy of Sciences of Belarus, Minsk. Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 66 No. 6, pp. 733–738, June, 1994.     

Diaphyseal fractures treated by polylactide and hydroxyapatite pins. Experimental study in rat

Hydroxyapatite (HAp) coatings were deposited onto substrates of metal biomaterials (Ti, Ti6Al4V, and 316L stainless steel) by electrophoretic deposition (EPD). Only ultra-high surface area HAp powder, prepared by the metathesis method 10Ca(NO₃)₂ + 6(NH₄)₂HPO₄ + 8NH₄OH), could produce dense coatings when sintered at 875–1000°C. Single EPD coatings cracked during sintering owing to the 15–18% sintering shrinkage, but the HAp did not decompose. The use of dual coatings (coat, sinter, coat, sinter) resolved the cracking problem. Scanning electron microscopy/energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS) inspection revealed that the second coating filled in the valleys in the cracks of the first coating. The interfacial shear strength of the dual coatings was found, by ASTM F1044-87, to be 12 MPa on a titanium substrate and 22 MPa on 316L stainless steel, comparing quite favorably with the 34 MPa benchmark (the shear strength of bovine cortical bone was found to be 34 MPa). Stainless steel gave the better result since -316L (20.5 m mK^-1) > -HAp (14 m mK^-1), resulting in residual compressive stresses in the coating, whereas -titanium (10.3 m mK^-1) < -HAp, resulting in residual tensile stresses in the coating. © 1999 Kluwer Academic Publishers     

Temperature-density parameters of Freon-13 on the saturation line

Experimental data of a high degree of accuracy are presented on the temperature-density parameters of Freon-13 on the saturation line in the density range of (0.08246–1.6061)·10 kg/m³.Notation T absolute temperature of phase transition from two-phase to one-phase state (or vice versa) - T_c critical temperature - , densities of liquid and vapor, respectively, on saturation line - _c density at critical points - average density - =(T_c–T)/2 reduced temperature - parameter of order, equal to ' – _c – b for the liquid phase and _c + b – "for the vapor phase Translated from Inzhenerno-Fizicheskii Zhurnal, Vol. 37, No. 5, pp. 830–834, November, 1979.     

Isotone policies for the value iteration method for Markov decision processes

Summary This paper considers the value iteration process for countable state discounted Markov decision processes and shows that under certain conditions there will exist anN-isotone sequence of optimal decision rules and value functions, whereN-isotonicity of a sequence of decision rules { _n }, n {1,2,...}=N requires that, for a specified partial order overK=UK(i) (K(i) being the feasible action space fori) then _n–1(i) _n (i), n2 and alli I, with a similar definition ofN-isotonic for the value functions {v _n },n1.

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Zusammenfassung Wir betrachten die Wertiteration bei diskontierten Markovschen Entscheidungsprozessen mit abzählbarem Zustandsraum. Wir zeigen, daß unter gewissen Bedingungen eineN-isotone Folge von optimalen Entscheidungsregeln und Wertfunktionen existiert.N-isoton heißt eine Folge von Entscheidungsregeln { _n },n {1,2,...}=N, dann, wenn für eine Halbordnung überK=UK(i) gilt _n–1 (i) _n–1(i) _n (i) für allen2 undi I. (K(i is die Menge der zulässigen Aktionen im Zustandi). Eine analoge Definition derN-Isotonie gilt für die Wertfunktionen {v_n},n1.

     

Microstructural study of ε-iron-carbonitrides formed by a glow discharge technique

The microstructure and phase transformations occurring in-iron-carbonitrides have been studied by means of X-ray and electron diffraction, electron microscopy and Mössbauer spectrometry. Ordering of the interstitial atoms, N or C, results in a hexagonal unit cell for Fe₃(C, N) with parametersa=a3 andc=c wherea andc are the lattice parameters of the hexagonal close-packed (h c p) iron unit cell. Stacking faults on (0001) planes and partial dislocations with Burgers vector b=1/31 0 ¯1 0 are observed in quenched-Fe₄ (C, N). After quench-aging, the carbonitrides show a structural hardening due to the precipitation of a metastable phase. Slow cooling of-carbonitrides with less than 25 at% interstitials leads to the precipitation of-carbonitride and ferrite in-phase grains which allows the orientation relationships between the-,- and-phases to be defined and a model of the-phase--phase transformation to be proposed.     

A viscoplastic material model and its application to cyclic loading

Summary A kinematic hardening model is generalized by introducing plastic and viscous residual back stresses , that govern the translation of the yield surface. The evolution equations for and are proposed and the material functions are identified for a construction steel by carrying out tension-compression tests at different strain rates. The cyclic tests with changing strain amplitudes and frequencies are next carried out and model predictions are compared with experimental results.

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Ein viskoplastisches Stoffmodell und seine Anwendungen bei zyklischer Belastung

Zusammenfassung Ein Modell mit kinetmatischer Verfestigung wird durch die Einführung plastischer und viskoser bleibender Hintergrundspannungen , verallgemeinert, die die Bewegungen der Fließfläche steuern. Die Wachstumsgleichungen für und werden aufgestellt und die Materialfunktionen für einen Baustahl aus Zug-Druckversuchen mit verschiedener Dehnungsrate bestimmt. Die zyklischen Versuche mit sich ändernden Dehnungsamplituden und Fequenzen werden als nächstes durchgeführt und die Modellaussagen mit den experimentellen Ergebnissen verglichen.

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With 14 Figures     

Genetische Modellierung von Künstlichen Neuronalen Netzen

Zusammenfassung Künstliche Neuronale Netze (KNN) haben sich für eine automatisierte Klassifikation, wie sie etwa bei der Kreditwürdigkeitsprüfung durchzuführen ist, als Alternative zu klassischen statistischen Methoden etabliert. Während die KNN-Typ-spezifischen Lernverfahren, wie etwa das Back-Propagation-Verfahren bei Multi-Layer-Perceptron-Netzen dabei anwendungsdomänenunabhängig und auch instanzunabhängig definiert sind, stellt die Konfiguration des spezifischen KNN für eine konkrete Anwendung ein Entscheidungsproblem dar, das jeweils in Abhängigkeit der Anwendungsdomäne (Kreditwürdigkeitsprüfung) und der konkreten Instanz (unternehmenspezifische Kennzahlensysteme) zu lösen ist. Für dieses Konfigurationsproblem, das in der Literatur noch nicht umfassend behandelt wurde, wird in dieser Arbeit mit dem Genetic Modeling ein Ansatz vorgestellt, bei dem eine passende Netzkonfiguration mittels eines Genetischen Algorithmus ebenfalls aus historischem Wissen gelernt wird. Wir berichten über erste empirische Ergebnisse beim Einsatz zur Kreditwürdigkeitsprüfung mittels LVQ-KNN.     

Temperature and randomness dependence of the pair-breaking parameter in superconducting aluminum films

Magnetoconductance and excess conductance due to superconducting fluctuations in aluminum films are measured in order to study the temperature dependence of the pair-breaking parameter at temperatures nearT _c . The parameter _M is estimated from the relation =/8k _B T_in, where _in is the inelastic scattering time deduced from the analysis of the magnetoconductance. The parameter _F is determined by fitting theories to data on the excess conductance at zero magnetic field. It is shown that: (1) For films with a wide range of the sheet resistanceR , 12R 200 /, the temperature dependence of _M nearT _c agrees well with the theory of Brenig et al. (2) For clean films withR 100 /, the value of _F analyzed with theories including the correction term to the Maki-Thompson contribution shows almost the same temperature dependence as _M . In a film withR 200 /, however, a discrepancy between _M and _F remains.On leave from College of General Education, Kyushu University, Ropponmatsu, Fukuoka, Japan.