Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Universal Reversible Turing Machines with a Small Number of Tape Symbols

Morita K.

Fundamenta Informaticae

|

2015

|

Vol. 138, nr 1/2

17--29

EN

We study the problem of finding small universal reversible Turing machines (URTMs) with four symbols or less. Here, we present two models of URTMs: a 24-state 4-symbol URTM, and a 32-state 3-symbol URTM. Both of them are designed so that they can simulate cyclic tag systems, a kind of string rewriting systems that are universal. By converting the 24-state 4-symbol URTM into a 2-symbol machine, we also obtain a 138-state 2-symbol URTM.

2

Microstructure And Mechanical Properties Of An Al-Zn-Mg-Cu Alloy Produced By Gravity Casting Process

Saikawa S., Aoshima G., Ikeno S., Morita K., Sunayama N., Komai K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

871--874

EN

High-strength aluminum alloy are widely used for structural components in aerospace, transportation and racing car applications. The objective of this study is to enhance the strength of the Al-Zn-Mg-Cu alloy used for gravity casting process. All alloys cast into stepped-form sand mold (Sand-mold Casting; SC) and Y-block shaped metal mold(Permanent mold Casting; PC) C and then two –step aged at 398-423 K after solution treated at 743 K for 36 ks. The tensile strength and total elongation of the two-step aged SC alloys were 353-387 MPa and about 0.4% respectively. This low tensile properties of the SC alloys might be caused by remaining of undissolved crystallized phase such as Al2CuM, MgZn2 and Al-Fe-Cu system compounds. However, good tensile properties were obtained from PC alloys, tensile strength and 0.2% proof stress and elongation were 503-537 MPa, 474-519 MPa and 1.3-3.3%. The reason of the good properties in PM alloys, is the lowed amount of undissolved crystallized phase than that of SC ones and primary crystallized alpha-Al phase was finer due to high cooling rate at solidification in casting.

PL

Stopy glinu o wysokiej wytrzymałości są szeroko stosowane jako elementy konstrukcyjne w lotnictwie, w transporcie oraz w samochodach wyścigowych. Celem badań prezentowanych w niniejszej pracy jest zwiększenie wytrzymałości stopu Al-Zn-Mg-Cu przy zastosowaniu metody odlewania grawitacyjnego. Stopy odlewano w formie piaskowej (ang. Sand-mold Casting; SC) oraz w formie metalowej w kształcie Y (ang. Permanent mold Casting; PC), a następnie poddawano dwustopniowemu starzeniu w zakresie temperatur 398-423 K po przesycaniu w 743 K w czasie 36 ks. Wytrzymałość na rozciąganie stopów SC po dwustopniowym starzeniu wyniosła 353-387 MPa, natomiast całkowite wydłużenie – ok. 0,4%. Niska wytrzymałość stopów SC na rozciąganie może być spowodowana pozostałościami faz krystalicznych, tj. związków Al2CuM, MgZn2 i Al-Fe-Cu. Natomiast stopy PC charakteryzowały się dobrymi właściwościami mechanicznymi. Wytrzymałość na rozciąganie, umowna granica plastyczności R0.2, plastyczność oraz wydłużenie wyniosły odpowiednio 503-537MPa, 474-519MPa oraz 1,3-3,3%. Lepsze właściwości mechaniczne stopów PC można wytłumaczyć mniejszą ilością nierozpuszczonych faz krystalicznych w porównaniu ze stopami SC oraz mniejszą grubością głównej fazy krystalicznej alfa-Al wynikającej z wysokiej szybkości chłodzenia do punktu krzepnięcia przy odlewaniu.

3

Two-Way Reversible Multi-Head Finite Automata

Morita K.

Fundamenta Informaticae

|

2011

|

Vol. 110, nr 1-4

241-254

EN

A two-way reversible multi-head finite automaton (RMFA) is introduced as a simple model of reversible computing, and its language accepting capability is studied. We show that various non-regular context-free languages, and non-context-free context-sensitive languages are accepted by RMFAs with a few heads. For example, we give an RMFA with three heads that accepts the language consisting of all words whose length is a prime number. A construction method of a garbage-less RMFA from a given RFMA is also shown.

4

Simulations Between Multi-dimensional Deterministic and Alternating Cellular Automata

Iwamoto C., Tateishi K., Morita K., Imai K.

Fundamenta Informaticae

|

2003

|

Vol. 58, nr 3,4

261-271

EN

We present simulation and separation results between multi-dimensional deterministic and alternating cellular automata (CAs). It is shown that for any integers k ł l ł 1, every k-dimensional t(n)-time deterministic CA can be simulated by an l-dimensional O(t(n)[(k-l+1)/( k-l+2)])-time alternating CA. This result is a dimension reduction theorem and also a time reduction theorem: (i) Every multi-dimensional deterministic CA can be simulated by a one-dimensional alternating CA without increasing time complexity. (ii) Every deterministic computation in a multi-dimensional deterministic CA can be sped up quadratically by alternations when the dimension is fixed. Furthermore, it is shown that there is a language which can be accepted by a one-dimensional alternating CA in t(n) time but not by any multi-dimensional deterministic CA in t(n) time.

5

Embedding Universal Delay-Insensitive Circuits in Asynchronous Cellular Spaces

Lee J., Adachi S., Peper F., Morita K.

Fundamenta Informaticae

|

2003

|

Vol. 58, nr 3,4

295--320

EN

Asynchronous Cellular Automata (ACA) are cellular automata which allow cells to be updated at times that are random and independent of each other. Due to their unpredictable behavior, ACA are usually dealt with by simulating a timing mechanism that forces all cells into synchronicity. Though this allows the use of well-established synchronous methods to conduct computations, it comes at the price of an increased number of cell states. This paper presents a more effective approach based on a 5-state ACA with von Neumann neighborhood that uses rotation- and reflection-symmetric transition rules to describe the interactions between cells. We achieve efficient computation on this model by embedding so-called Delay-Insensitive circuits in it, a type of asynchronous circuits in which signals may be subject to arbitrary delays, without this being an obstacle to correct operation. Our constructions not only imply the computational universality of the proposed cellular automaton, but also allow the efficient use of its massive parallelism, in the sense that the circuits operate in parallel and there are no signals running around indefinitely in the circuits in the absence of input.

6

Firing Squad Synchronization Problem in Number-Conserving Cellular Automata

Imai K., Morita K., Sako K.

Fundamenta Informaticae

|

2002

|

Vol. 52, nr 1-3

133-141

EN

We study the Firing Squad Synchronization Problem (FSSP) on a cellular automaton (CA) having number-conservation property. In a number-conserving CA, all states of cells are represented by (tuples of) non-negative integers and the total number of its configuration is conserved throughout its computing processes. But, if we use a usual framework of CA in which each state of a cell is represented by a single integer, it is not possible to make every cell to be in the same firing state, which should be different from the soldier state, under the usual FSSP condition without violating the number-conservativeness. So, we employ the framework of a partitioned cellular automaton, and define a number-conserving partitioned cellular automaton (NC-PCA). Its cell is divided into three parts, and hence each cell is represented by a triple of non-negative integers. In NC-PCA, only the constraint that the local transition function should satisfy a number-conserving condition is supposed. Thus, it makes relatively easy to construct an NC-PCA. Because each cell can hold three non-negative integers, it is possible to represent different states even if the sum of three numbers are equal. Using this technique, we show that Minsky's 3n time solution can be embedded into an NC-PCA, having an integer at most 9 in each part of a cell.

7

Zastosowanie otworowego współosiowego wymiennika ciepła do wykorzystania nieczynnych głębokich otworów wiertniczych

Morita K.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2001

|

R. 40, nr 5

129-148

PL

Autor zaproponował otworowy współosiowy wymiennik ciepła - OWWC (Downhole Coaxial Heat Exchanger) jako narzędzie eksploatacji potencjalnych zasobów geotermalnych i przeprowadził związane z tym badania. Głównymi cechami OWWC są: zastosowanie wewnętrznej kolumny bardzo dobrze izolowanych rur, odwrócony (lewy) obieg (tzn. zatłaczanie zimnej wody w dół przestrzenią pierścieniową pomiędzy rurami okładzinowymi i rurą wewnętrzną, którą po ogrzaniu wypływa gorąca woda) i całkowicie zamknięty system. OWWC ma zastosowanie w bardzo różnorodnych warunkach geologicznych i temperaturach formacji (geologicznej). Może być wykorzystany do produkcji elektryczności, ogrzewania pomieszczeń i chłodzenia, dla krytych basenów kąpielowych i do topienia śniegu na drogach. Aby sprawdzić koncepcję OWWC autor przeprowadził w 1991 r. eksperyment w otworze HGP-A na Hawajach. Eksperyment ten pokazał, że można skonstruować wysoko wydajny OWWC oraz że dokładność programu numerycznej symulacji opracowanego przez autora i innych była bardzo wysoka. Być może jest możliwe przekształcenie istniejących w Polsce nieczynnych głębokich otworów wiertniczych w wymienniki ciepła, w celu ich wykorzystania do ogrzewania pomieszczeń lub rekreacji (baseny kąpielowe) itp. Autor przeprowadził wstępne badania dla OWWC o głębokości 3000 m. Symulacja numeryczna została przeprowadzona dla przypadku ciągłej pracy wymiennika. Największą moc cieplną netto 450 kW uzyskano w 180 dniu pracy w przypadku założenia temperatury zatłaczanej wody 5 °C i natężenia przepływu cieczy 600 I/min. W warunkach rzeczywistych, w większości przypadków OWWC pracowałby w sposób nieciągły. Moc cieplna netto i temperatury na wypływie wyższe od uzyskanych w symulacji powinny być osiągnięte w tych przypadkach. OWWC ma również zastosowanie dla płytkich i nisko-temperaturowych zasobów geotermalnych. Autor opracował system topienia śniegu Gaia, który wykorzystuje grunt jako źródło ciepła i ciało magazynujące ciepło. W tym systemie ciepło słoneczne absorbowane przez nawierzchnię drogową jest pozyskiwane i magazynowane przez grunt w okresie lata. Tak więc, zarówno geotermalne jak i słoneczne ciepło jest użyte do topienia śniegu w zimie. Otworowy wymiennik ciepła może być użytecznym narzędziem wykorzystania potencjalnych zasobów geotermalnych w Polsce.

EN

The author has proposed the Downhole Coaxial Heat Exchanger (DCHE) for exploitation of potential geothermal resources and has been carrying out related studies. The major features of the DCHE include the utilization of a highly insulated inner pipe, reverse circulation (i.e., cold water down the annulus and hot water up through the inner pipe) and a completely closed system. The DCHE is applicable to a wide variety of geological conditions and formation temperatures, and can be utilized for power generation, space heating and cooling, indoor swimming pools and for melting snow on roads. In 1991, the author carried out an experiment to prove the concept of the DCHE at the HGP-A well on the Island of Hawaii. Through this experiment, it was demonstrated that a highly efficient DCHE could be constructed and that the accuracy of the numerical simulation code developed by the author and others was very high. It may be possible to convert the many abandoned deep wells which exist in Poland into DCHEs to be used for space heating, swimming pools and so on. The author has carried out a preliminary study on a 3,OOOm deep DCHE. Numerical simulations have been carried out for the case of continuous operation of the DCHE. The greatest net thermal output at 180 days of elapsed time among the cases assumed in this study was about 450 kW at 5 oC of injection temperature and 600 I/min of flow rate. In actual operations, the DCHE would be operated intermittently in most cases. In such cases, greater net thermal output and higher outlet temperatures than obtained in this study should be attained. The DCHE is also applicable to shallow and low temperature geothermal resources. The author has developed the Gaia SnowMelting System, which utilizes the ground as a heat source and a heat storage body. In this system, solar heat absorbed in the pavement is recovered and stored in the ground over summertime. Hence, both geothermal heat and solar heat are used for melting snow in winter. The DCHE might be a useful tool for the utilization of potential geothermal resources in Poland.