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Monte Carlo computer simulations have been performed for model polymers confined in slits of thickness comparable to the transverse diameter of the chains. The density of polymer within the slits is allowed to vary with the slit thickness in such a way that the content of the slits is always in equilibrium with a large reservoir of bulk polymer. The calculations reveal the presence of polymer-mediated attractive or repulsive interactions between the slit plates, oscillating with the slit thickness in good agreement with experimental results.

La progettazione, il restauro o il riadattamento di una sala richiedono di preve-dere la risposta acustica della stessa; tuttavia la complessità dei fenomeni fisici in gioco, per una forma qualunque della sala e con i vari oggetti e materiali presenti, sconsiglia un approccio analitico diretto. Un metodo alternativo è offerto dai modelli di simulazione numerica, che si avvantaggiano del continuo aumento di prestazioni dei computer. Un modello deve riprodurre correttamente i fenomeni fisici oggetto di indagine, pur risultando più semplificato ed economico in relazione ad un analogo studio del caso reale. È possibile utilizzare il medesimo modello di base per valutare rapidamente alternative diverse, in riferimento sia alla geometria, sia alle caratteristiche di assorbimento acustico e diffusione delle superfici, sia per quanto concerne numero, potenza sonora, direttività e posizione delle sorgenti, sia infine per numero e collocazio-ne dei ricevitori. Lo studio su modello è poi insostituibile per valutare la qualità acustica di un progetto (per esempio di un auditorium) ante operam, cioè prima ancora che esso venga realizzato. I modelli numerici sono anche stati usati per ricostruire l’acustica di antichi teatri alterati o distrutti nel tempo o per verificare studi teorici. La simulazione dei campi acustici può essere affrontata secondo diversi livelli di accuratezza, senza per questo falsarne gli obiettivi. Infatti molti fenomeni legati alla natura ondulatoria del suono, quali l’interferenza o la diffrazione, sovente non condizionano in maniera determinante il risultato, ed è così possibile studiare il campo acustico secondo semplici leggi geometriche. È per esempio questo il caso di molte sale moderne, dove in genere si ha a che fare con poche e ben localizzate sorgenti sonore e con pareti per lo più lisce e di dimensioni nettamente superiori anche rispetto ai valori maggiori delle lunghezze d’onda in gioco. La variabilità del grado di approssimazione richiesto ha fatto sì che venissero sviluppate diverse tecniche previsionali, orientate specificamente alle singole esigenze di applicazione. Fondamentalmente, si possono considerare tre diversi tipi di approssimazione: - approssimazione sul dominio spaziale; - approssimazione sul contorno del dominio spaziale; -approssimazione del campo acustico.

Vaccination protocols designed to elicit anti-cancer immune responses have, many times, failed in producing tumor eradication and in prolonging patient survival. Usually in cancer vaccination, epitopes from one organism are included in the genome or linked with some protein of another in the hope that the immunogenic properties of the latter will boost an immune response to the former. However, recent results have demonstrated that injections of two different vectors encoding the same recombinant antigen generate high levels of speci c immunity. Systematic comparison of the ef cacy of different vaccination protocols has been hampered by technical limitations, and clear evidence that the use of multiple vectors has advantages over single carrier injections is lacking. We used a computational model to investigate the dynamics of the immune response to different anti-cancer vaccines based on randomly generated antigen/carrier compounds. The computer model was adapted for simulations to this new area in immunology research and carefully validated to the purpose. As a matter of fact, it reproduces a relevant number of experimental observations. The model shows that when priming and boosting with the same construct, competition rather than cooperation develops amongst T cell clones of different speci cities. Moreover, from the simulations, it appears that the sequential use of multiple carriers may generate more robust anti-tumor immune responses and may lead to effective tumor eradication in a higher percentage of cases. Our results provide a rational background for the design of novel strategies for the achievement of immune control of cancer. r 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

La simulazione dinamica che fino a poco tempo è stata considerata possibile solo a valle dell'effettiva costruzione del modello virtuale, oggi è apprezzabile in tempo reale e permette il controllo e la verifica costante di ogni fase del progetto. Attualmente si comincia a guardare anche al mondo dei videogames ed in particolare ai motori per videogioco che consentono di utilizzare un modello tridimensionale elaborato con i tradizionali software applicativi (vedi 3d studio, maya, rhino autocad), in modo interattivo cioè trasformando il modello solido "statico" in modello "dinamico", da immobile o predefinito nella sua esplorazione, a spazio virtualmente fruibile direttamente dall???utente in funzione delle sue aspettative.

Procedimento per la realizzazione di un prodotto per la modellazione e simulazione di problemi scientifici ed ingegneristici basato sul Metodo delle Celle e sviluppato su piattaforma IDL

In ambito forestale gli insetti defogliatori sono tra i principali artefici del deperimento delle aree boschive, la Chrysomela populi L. è il principale defogliatore del pioppo potendo determinare gravi danni alle piante di giovane età. L’effetto dell’insetto si esplica in un danno diretto ed in uno indiretto; il primo consiste nella riduzione della capacità fotosintetica della pianta, il secondo in quella delle scorte energetiche mobilitate dalla pianta per lo sviluppo di nuove foglie. Uno dei principali scopi del progetto europeo EUROFACE, è di individuare le possibili variazioni della fenologia del pioppo nelle condizioni previste di incremento dei valori della CO2 atmosferica. In questo ambito, si è sviluppato l’interesse per lo studio della dinamica di popolazione di C. populi in relazione alla fenologia del pioppo in condizioni di aumento della concentrazione di CO2. La fattibilità di un tale studio è stata affrontata tramite l’applicazione di un modello di simulazione della fenologia dell’insetto basato sulla teoria dei ritardi distribuiti. Il modello, ‘Distributed Delay Model’- DDM (Manetsch, 1976), è in grado di simulare il passaggio degli individui di una popolazione attraverso gli stadi del loro ciclo vitale (sviluppo fenologico), osservando che gli individui che entrano contemporaneamente in un dato stadio di sviluppo (coorte), ne escono distribuiti nel tempo (sviluppo stocastico). Nella formulazione a temperatura variabile ′Time Varying Delay′- TVD, l’inserimento della temperatura dell’ambiente in cui vive l’insetto consente di simulare la dinamica della popolazione anche in campo. I dati che influenzano significativamente la stima dei parametri biologici e climatici necessari per la formulazione del modello, sono stati desunti in letteratura e successivamente utilizzati per la simulazione dello sviluppo fenologico del crisomelide.

Durante questi ultimi trent'anni, è indubbio l'impegno di analisti e ricercatori nel tentativo di sviluppare e fornire, soprattutto al mondo industriale, strumenti di calcolo, finalizzati al miglioramento del processo di sviluppo del prodotto (PLM, Product Life-cycle Management). Questi strumenti sono generalmente e direttamente collegati al CAE, cioè a tutti quei settori ingegneristici che, facendo uso del calcolatore, hanno per tema le tecniche di prototipazione virtuale e la simulazione. Viene, qui, mostrata una panoramica sui vantaggi che le aziende, al giorno d'oggi, possono ottenere mediante l'impiego di queste tecniche. Come conseguenza, ne deriva l'importanza del ruolo degli ingegneri, mai stato così rilevante, e del contributo da loro apportato, in particolare, al settore dello sviluppo del prodotto.

Viene definito un modello dettagliato d’ogni elemento di una pompa a pistoni assiali a cilindrata variabile, tramite un programma di simulazione dinamica a parametri concentrati (AMESim [1]) realizzandone il modello complessivo. I risultati ottenuti in regime stazionario e in condizioni variabili nel tempo sono stati confrontati con le curve caratteristiche sperimentali della pompa fornite dal costruttore e con i dati di telemetria forniti dalla scuderia di F1 che utilizza questo componente. La finalità di questo lavoro è simulare il comportamento idraulico-meccanico delle diverse pompe utilizzate nell’impianto oleodinamico di una vettura di F1 per i campionati 2001, 2002 e 2003, con lo scopo di comprendere i fenomeni di instabilità occasionalmente insorti e suggerire eventuali modifiche atte a prevenirli. L’analisi dei risultati delle simulazioni ha permesso di mettere a fuoco l’origine di fenomeni vibratori indesiderati a basse e ad alte frequenze che interessano i diversi elementi della pompa. Lo studio ha anche consentito di definire i legami che esistono tra i diversi fenomeni oscillatori. Il modello è stato anche utilizzato per proporre modifiche di alcuni componenti della pompa per ridurre i problemi di vibrazioni e possibili avarie. Sono stati determinati infine i rendimenti volumetrici e meccanici, e come essi variano al variare delle condizioni di lavoro della pompa.

Objective: The aim of this study was to develop a computational model of HIV infection able to simulate the natural history of the disease and to test predictive parameters of disease progression. Design: We describe the results of a numerical simulation of the cellular and humoral immune response to the HIV-1 infection as an adaptive pathway in a “bit-string” space. Methods: A total of 650 simulations of the HIV-1 dynamics were performed with a modified version of the Celada-Seiden immune system model . Results: Statistics are in agreement with epidemiological studies showing a lognormal distribution for the time span between the infection and AIDS development. As predictive parameters of disease progression we found that HIV-1 accumulates “bit”-mutations mainly in the peptide sequences recognized by cytotoxic CD8 T cells, indicating that cell-mediated immunity plays a major role in viral control. The viral load set-point was closely correlated with the time from the infection to AIDS development. Viral divergence from the viral quasispecies that was present at the beginning of the infection in long-term non-progressors (LTNP) was found to be similar to that found in rapid progressors at the time CD4 T cells drop below the critical value of 200 cells per ml. In contrast, the diversity indicated by the number of HIV strains present at the same time was higher for rapid and normal progressors compared to LTNP, suggesting that the early immune response can make the difference. Conclusion: This computational model may help to define the predictive parameters of HIV dynamics and disease progression, with potential applications in therapeutic and vaccines simulations.

A non linear dynamic morphometric model of breathing mechanics during artificial ventilation is described. Based on the Weibel symmetrical representation of the tracheobronchial tree, the model incorporates the geometrical and mechanical characteristics of the conductive zone and packs the respiratory zone into a viscoelastic Voigt body. The model also accounts for the main mechanisms limiting expiratory flow (wave speed limitation and viscous flow limitation), in order to satisfactorily reproduce the expiratory flow limitation phenomenon occurring in normal subjects when the difference between alveolar pressure and tracheal pressure (driving pressure) is high. Several expirations characterized by different levels of driving pressure are simulated and expiratory flow limitation is detected by plotting the flow-volume curves. The model is used to study the expiratory time course of lateral pressure, total cross-sectional area and the ratio of fluid velocity to wave speed, in conductive airway generations. The results highlight that in mechanically ventilated patients, the coupling between dissipative pressure losses and airway compliance is predominant in limiting flow during expiration with respect to wave speed mechanism.

Nell’ambito del Piano Energetico e Ambientale del Comune di Perugia si è effettuato uno studio sulla disponibilità della risorsa eolica all’interno del territorio comunale. L’indagine si è sviluppata a partire dai dati anemometrici relativi a due stazioni di presenti nella zona, integrate con un codice di calcolo che, attraverso una serie di modelli numerici, ha reso possibile l’elaborazione della mappa del vento. Sono stati così individuati due siti potenzialmente idonei, per i quali si è condotta un’analisi di fattibilità tecnico-economica. Soltanto una delle due località è risultata valida per l’installazione di un campo eolico e per essa si è quindi proceduto alla valutazione delle prestazioni in termini di riduzione delle emissioni di gas serra; si è infine messa a punto una metodologia per la definizione dettagliata dell’impatto visivo della centrale eolica.

In this paper, the evolution of a tumour cord after treatment is investigated by extensive numerical simulations on the basis of a mathematical model developed by Bertuzzi et al. (submitted). The model is formulated in cylindrical symmetry adopting the continuum approach, and takes into account the influence of oxygen level on the proliferation and death rate of cells, the volume reduction due to disgregation of dead cells, and the cell killing effects of radiation and drugs. Some extensions of the model are proposed to represent more accurately the radioresistance of hypoxic cells and the cytotoxic action of anticancer drugs. The steady state of the cord, and the cord evolution from the steady state after the delivery of a single dose of an anticancer agent, are computed for various combinations of model parameters and for different choices of the functions describing the effects of treatments. The results of the numerical computations show that, in spite of its many simplifications, the model behaviour appears to be reasonable in view of the available experimental observations. The model allows having a better insight into some complex treatment-related events, such as cell reoxygenation and repopulation.

A cellular automata model is used to study aspects of cultural change in spatial environments. Culture are represented as bit strings in individual cells. Cultures may change because they become more similar to prevailing nearby cultures, are subject to intrinsic random changes, or expand to previously empty cells. Extending Axelrod's (1997) results, the authors show that assimilation does not lead to a single homogeneous culture even if, unlike Axelrod's model, culturall assimilation may take place even between neighboring cells with zero similarity; intrinsic changes decrease rather than increase the number of stablecultural regions; and expansion of a single culture in a previously unoccupied territory does not result in a single culture in the entire territory. Geographical features (such as mountains) that are an obstacle to contact between cells increase the number of different cultural regions.

Le proprietà meccaniche desiderate spesso vengono ottenute attraverso l’aggiunta di particelle o fibre ad un materiale di base. In altri casi le eterogeneità della microstruttura derivano dal processo di fabbricazione del materiale, come nelle leghe sinterizzate. Il modello numerico proposto, basato sul metodo delle celle, è utilizzabile per la determinazione del comportamento meccanico di un materiale eterogeneo, sia in campo elastico sia in campo plastico. Nel lavoro vengono illustrate le applicazioni relative alla modellazione di leghe sinterizzate e di un composito a matrice metallica, sia nel piano sia in 3 dimensioni. I risultati ottenuti mostrano un buon accordo con i dati sperimentali dedotti dalla letteratura.

We report the results of the simulation of ion-channeling spectra in a disordered silicon crystal, where lattice relaxation in the neighborhood of point defects, calculated by the application of empirical potentials, is taken into account. We show that, in general, the backscattering yield increases when the perfectly symmetrical configurations of point defects in the unperturbed lattice are allowed to relax. The yield enhancement depends on the potential used, the point defect type, and the beam-lattice alignment condition. A quantitative correlation between the microscopic disorder and the macroscopic yield measured by ion channeling, has been determined under the condition of a low concentration of weakly interacting point defects. The practical consequences of introducing relaxation in the interpretation of Rutherford backscattering-channeling spectra are pointed out and discussed. One important result is that if relaxation effects are neglected (as in damage models used so far), the amount of defects extracted from channeling analysis may be appreciably overestimated. The method developed here has been applied to the study of the damage distribution in the near surface of a Si sample implanted with high energy ions. In spite of the simplified description of damage in terms of point defects, our preliminary results show that taking into account lattice relaxation in ion-channeling simulation allows simultaneous fitting of backscattering spectra collected along different axial alignment conditions. The same result cannot be achieved using the standard description based on unrelaxed defects.

Cellular automata proved to be a promising model to simulate several complex systems: the requirement is that space and time, taken into account, have to be discretizable, while the system to be simulated has to satisfy locality and uniformity in the evolutionary space. Often, in dealing with the simulation of real complex systems some properties of locality are lost and consequently standard CA model application is very difficult. For this reason it is useful to extend the classical CA model and introduce feasible mechanisms in order to take advantage of the parallelism source of this computational model. With this aim the Cellular Automata Network (CAN) model was conceived that includes the advantages of classical CA models and introduces a new source of parallelism, i.e. the network of cellular automata. In this paper we deal with a sort of heuristics in order to map CA applications into CANs. This mapping can also be extremely useful as a proposal of a methodology to drive the modeling and simulation activity of complex phenomena that can be easily fragmented according to local interaction and components. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Le simulazioni come ambienti di apprendimento per lo studio della storia

Within the frame of dynamic simulation techniques, the paper describes a vehicle locomotion model, inclusive of the internal power train (engine and closed circuit hydrostatic transmission), the vehicle body dynamics and the soil-wheel interface (slip and traction coefficient). As a typical application area, the design and performance of a special class of automatic displacement controls is outlined, i.e. the "automotive" or "single directive" architectures, based on the engine governor input. Two transmission schemes are considered: PV-MF (variable pumps and fixed motor), and PV-MV (variable pump and variable motor). Several control laws are introduced, discussed and modified. At the end it is shown that a disjoint control of the pump and motor displacement (both pressure and speed sensitive) gives satisfactory and promising results.