Caracteritació de models funcionals d'àmfores romanes mitjançant Finite Element Analysis

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Laboratory of Archaeometry del National Centre of Scientific Research “Demokritos” d’Atenes, Grècia, entre juny i setembre 2006. Aquest estudi s’emmarca dins d’un context més ampli d’estudi del canvi tecnològic que es documenta en la producció d’àmfores de tipologia romana durant els segles I aC i I dC en els territoris costaners de Catalunya. Una part d’aquest estudi contempla el càlcul de les propietats mecàniques d’aquestes àmfores i la seva avaluació en funció de la tipologia amforal, a partir de l’Anàlisi d’Elements Finits (AEF). L’AEF és una aproximació numèrica que té el seu origen en les ciències d’enginyeria i que ha estat emprada per estimar el comportament mecànic d’un model en termes, per exemple, de deformació i estrès. Així, un objecte, o millor dit el seu model, es dividit en sub-dominis anomenats elements finits, als quals se’ls atribueixen les propietats mecàniques del material en estudi. Aquests elements finits estan connectats formant una xarxa amb constriccions que pot ser definida. En el cas d’aplicar una força determinada a un model, el comportament de l’objecte pot ser estimat mitjançant el conjunt d’equacions lineals que defineixen el rendiment dels elements finits, proporcionant una bona aproximació per a la descripció de la deformació estructural. Així, aquesta simulació per ordinador suposa una important eina per entendre la funcionalitat de ceràmiques arqueològiques. Aquest procediment representa un model quantitatiu per predir el trencament de l’objecte ceràmic quan aquest és sotmès a diferents condicions de pressió. Aquest model ha estat aplicat a diferents tipologies amforals. Els resultats preliminars mostren diferències significatives entre la tipologia pre-romana i les tipologies romanes, així com entre els mateixos dissenys amforals romans, d’importants implicacions arqueològiques.

A curious example of two model categories and some associated differential graded algebras

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

A public-key cryptosystem based on second order linear sequences

Based on Lucas functions, an improved version of the Diffie-Hellman distribution key scheme and to the ElGamal public key cryptosystem scheme are proposed, together with an implementation and computational cost. The security relies on the difficulty of factoring an RSA integer and on the difficulty of computing the discrete logarithm.

Hopf bifurcation in higher dimensional differential systems via the averaging method

"vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Horospheres in hyperbolic geometry

In this paper we investigate the role of horospheres in Integral Geometry and Differential Geometry. In particular we study envelopes of families of horocycles by means of “support maps”. We define invariant “linear combinations” of support maps or curves. Finally we obtain Gauss-Bonnet type formulas and Chern-Lashof type inequalities.

A theoretical and practical study on linear reforms of dual taxes

We extend the linear reforms introduced by Pf¨ahler (1984) to the case of dual taxes. We study the relative effect that linear dual tax cuts have on the inequality of income distribution -a symmetrical study can be made for dual linear tax hikes-. We also introduce measures of the degree of progressivity for dual taxes and show that they can be connected to the Lorenz dominance criterion. Additionally, we study the tax liability elasticity of each of the reforms proposed. Finally, by means of a microsimulation model and a considerably large data set of taxpayers drawn from 2004 Spanish Income Tax Return population, 1) we compare different yield-equivalent tax cuts applied to the Spanish dual income tax and 2) we investigate how much income redistribution the dual tax reform (Act ‘35/2006’) introduced with respect to the previous tax.

Mather invariants in groups of piecewise-linear homeomorphisms

We describe the relation between two characterizations of conjugacy in groups of piecewise-linear homeomorphisms, discovered by Brin and Squier in [2] and Kassabov and Matucci in [5]. Thanks to the interplay between the techniques, we produce a simplified point of view of conjugacy that allows ua to easily recover centralizers and lends itself to generalization.

The simultaneous conjugacy problem in groups of piecewise linear functions

Guba and Sapir asked, in their joint paper [8], if the simultaneous conjugacy problem was solvable in Diagram Groups or, at least, for Thompson's group F. We give an elementary proof for the solution of the latter question. This relies purely on the description of F as the group of piecewise linear orientation-preserving homeomorphisms of the unit. The techniques we develop allow us also to solve the ordinary conjugacy problem as well, and we can compute roots and centralizers. Moreover, these techniques can be generalized to solve the same questions in larger groups of piecewise-linear homeomorphisms.

A public key encryption based on third order linear sequences

Based on third order linear sequences, an improvement version of the Diffie-Hellman distribution key scheme and the ElGamal public key cryptosystem scheme are proposed, together with an implementation and computational cost. The security relies on the difficulty of factoring an RSA integer and on the difficulty of computing the discrete logarithm.

Conjugacy of piecewise linear Lorenz map that expand on average

For piecewise linear Lorenz map that expand on average, we show that it admits a dichotomy: it is either periodic renormalizable or prime. As a result, such a map is conjugate to a ß-transformation.

Quasiconformal maps, analytic capacity, and non linear potentials

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Semigroup analysis of structured populations with distributed states-at-birth arising in mathematical aquaculture

Motivated by the modelling of structured parasite populations in aquaculture we consider a class of physiologically structured population models, where individuals may be recruited into the population at different sizes in general. That is, we consider a size-structured population model with distributed states-at-birth. The mathematical model which describes the evolution of such a population is a first order nonlinear partial integro-differential equation of hyperbolic type. First, we use positive perturbation arguments and utilise results from the spectral theory of semigroups to establish conditions for the existence of a positive equilibrium solution of our model. Then we formulate conditions that guarantee that the linearised system is governed by a positive quasicontraction semigroup on the biologically relevant state space. We also show that the governing linear semigroup is eventually compact, hence growth properties of the semigroup are determined by the spectrum of its generator. In case of a separable fertility function we deduce a characteristic equation and investigate the stability of equilibrium solutions in the general case using positive perturbation arguments.

Near-linear dynamics in KdV with periodic boundary conditions

Near linear evolution in Korteweg de Vries (KdV) equation with periodic boundary conditions is established under the assumption of high frequency initial data. This result is obtained by the method of normal form reduction.

The non-linear Dirichlet problem in Hadamard manifolds

We prove existence theorems for the Dirichlet problem for hypersurfaces of constant special Lagrangian curvature in Hadamard manifolds. The first results are obtained using the continuity method and approximation and then refined using two iterations of the Perron method. The a-priori estimates used in the continuity method are valid in any ambient manifold.

Les TIC a l'ensenyament de la modelització matemàtica en Ciències Econòmiques i en Ciències Experimentals

Aquest projecte proposa materials didàctics per a un nou plantejament de les assignatures de Matemàtiques dels primers cursos de Ciències Empresarials i d'Enginyeria Tècnica, més acord amb el procés de convergència europea, basat en la realització de projectes que anomenem “Tallers de Modelització Matemàtica” (TMM) en els quals: (1) Els alumnes parteixen de situacions i problemes reals per als quals han de construir per sí mateixos els models matemàtics més adients i, a partir de la manipulació adequada d’aquests models, poden obtenir la informació necessària per donar-los resposta. (2) El treball de construcció, experimentació i avaluació dels models es realitza amb el suport de la calculadora simbòlica Wiris i del full de càlcul Excel com a instruments “normalitzats” del treball matemàtic d’estudiants i professors. (3) S’adapten els programes de les assignatures de matemàtiques de primer curs per tal de poder-les associar a un petit nombre de Tallers que parteixen de situacions adaptades a cada titulació. L’assignatura de Matemàtiques per a les Ciències Empresarials s’articula entorn de dos tallers independents: “Matrius de transició” pel que fa a l’àlgebra lineal i “Previsió de vendes” per a la modelització funcional en una variable. L’assignatura de Matemàtiques per a l’Enginyeria s’articula entorn d’un únic taller, “Models de poblacions”, que abasta la majoria de continguts del curs: successions i models funcionals en una variable, àlgebra lineal i equacions diferencials. Un conjunt d’exercicis interactius basats en la calculadora simbòlica WIRIS (Wiris-player) serveix de suport per al treball tècnic imprescindible per al desenvolupament de les dues assignatures. L’experimentació d’aquests tallers durant 2 cursos consecutius (2006/07 i 2007/08) en dues universitats catalanes (URL i UAB) ha posat en evidència tant els innegables avantatges del nou dispositiu docent per a l’aprenentatge dels estudiants, així com les restriccions institucionals que actualment dificulten la seva gestió i difusió.