Errores numéricos: ¿Cómo afectan a las personas con ansiedad matemática?

¿Cómo responde el cerebro de una persona con ansiedad a las matemáticas? Nuestro estudio muestra que los estudiantes con mucha ansiedad hacia las matemáticas presentan un componente llamado negatividad asociada al error (NAE) de mayor tamaño que aquellos con poca ansiedad. Esta diferencia emerge en errores en tareas numéricas, lo que sugiere que las personas con alta ansiedad son hipersensibles a la comisión de estos errores. Este hallazgo aporta nuevo conocimiento sobre las bases cerebrales de la ansiedad hacia las matemáticas y sugiere que esta hipersensibilidad al error numérico podría ser un factor determinante tanto en el origen como en el mantenimiento de esta ansiedad.

Developing discontinuous Galerkin methods for the resolution of the incompressible Navier-Stokes equations

Informe de investigación elaborado a partir de una estancia en el Laboratorio de Diseño Computacional en Aeroespacial en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos, entre noviembre de 2006 y agosto de 2007. La aerodinámica es una rama de la dinámica de fluidos referida al estudio de los movimientos de los líquidos o gases, cuya meta principal es predecir las fuerzas aerodinámicas en un avión o cualquier tipo de vehículo, incluyendo los automóviles. Las ecuaciones de Navier-Stokes representan un estado dinámico del equilibrio de las fuerzas que actúan en cualquier región dada del fluido. Son uno de los sistemas de ecuaciones más útiles porque describen la física de una gran cantidad de fenómenos como corrientes del océano, flujos alrededor de una superficie de sustentación, etc. En el contexto de una tesis doctoral, se está estudiando un flujo viscoso e incompresible, solucionando las ecuaciones de Navier- Stokes incompresibles de una manera eficiente. Durante la estancia en el MIT, se ha utilizado un método de Galerkin discontinuo para solucionar las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles usando, o bien un parámetro de penalti para asegurar la continuidad de los flujos entre elementos, o bien un método de Galerkin discontinuo compacto. Ambos métodos han dado buenos resultados y varios ejemplos numéricos se han simulado para validar el buen comportamiento de los métodos desarrollados. También se han estudiado elementos particulares, los elementos de Raviart y Thomas, que se podrían utilizar en una formulación mixta para obtener un algoritmo eficiente para solucionar problemas numéricos complejos.

Stabilized Petrov-Galerkin methods for the convection-diffusion-reaction and the Helmholtz equations

We present two new stabilized high-resolution numerical methods for the convection–diffusion–reaction (CDR) and the Helmholtz equations respectively. The work embarks upon a priori analysis of some consistency recovery procedures for some stabilization methods belonging to the Petrov–Galerkin framework. It was found that the use of some standard practices (e.g. M-Matrices theory) for the design of essentially non-oscillatory numerical methods is not feasible when consistency recovery methods are employed. Hence, with respect to convective stabilization, such recovery methods are not preferred. Next, we present the design of a high-resolution Petrov–Galerkin (HRPG) method for the 1D CDR problem. The problem is studied from a fresh point of view, including practical implications on the formulation of the maximum principle, M-Matrices theory, monotonicity and total variation diminishing (TVD) finite volume schemes. The current method is next in line to earlier methods that may be viewed as an upwinding plus a discontinuity-capturing operator. Finally, some remarks are made on the extension of the HRPG method to multidimensions. Next, we present a new numerical scheme for the Helmholtz equation resulting in quasi-exact solutions. The focus is on the approximation of the solution to the Helmholtz equation in the interior of the domain using compact stencils. Piecewise linear/bilinear polynomial interpolation are considered on a structured mesh/grid. The only a priori requirement is to provide a mesh/grid resolution of at least eight elements per wavelength. No stabilization parameters are involved in the definition of the scheme. The scheme consists of taking the average of the equation stencils obtained by the standard Galerkin finite element method and the classical finite difference method. Dispersion analysis in 1D and 2D illustrate the quasi-exact properties of this scheme. Finally, some remarks are made on the extension of the scheme to unstructured meshes by designing a method within the Petrov–Galerkin framework.

Nuevo disipador para edificación sismorresistente. 1ª parte: caracterización y modelos de predicción

A new energy dissipator, based on yielding of steel under shear response, has been developed and recently tested. It is H shaped and web stiffened. Yielding moin part is mechanized from one piece of rectangular shoped steel bar. Its conception let obtain thin and well-stiffened web cross sections without welded parts. Main experimentally obtained charecteristics are a yielding point near 0.5 mm of displacement, yielding loads between 14 kN and 20 kN and a dissipated energy, before damage appears in the web, from 10 kJ to 21 kJ. All tested specimens have developed large deformations without web buckling. Whe web degradation appers, flanges and stiffeners keep dissipating an important amount of energy. Proposed numerical models and simple mathematical expressions offer well correlated results when compared to the experimental ones

Time of ruin in a risk model with generalized Erlang (n) interclaim times and a constant dividend barrier

In this paper we analyze the time of ruin in a risk process with the interclaim times being Erlang(n) distributed and a constant dividend barrier. We obtain an integro-differential equation for the Laplace Transform of the time of ruin. Explicit solutions for the moments of the time of ruin are presented when the individual claim amounts have a distribution with rational Laplace transform. Finally, some numerical results and a compare son with the classical risk model, with interclaim times following an exponential distribution, are given.

The Effect of a threshold proportional reinsurance strategy on ruin probabilities

[spa] En un modelo de Poisson compuesto, definimos una estrategia de reaseguro proporcional de umbral : se aplica un nivel de retención k1 siempre que las reservas sean inferiores a un determinado umbral b, y un nivel de retención k2 en caso contrario. Obtenemos la ecuación íntegro-diferencial para la función Gerber-Shiu, definida en Gerber-Shiu -1998- en este modelo, que nos permite obtener las expresiones de la probabilidad de ruina y de la transformada de Laplace del momento de ruina para distintas distribuciones de la cuantía individual de los siniestros. Finalmente presentamos algunos resultados numéricos.

Time of ruin in a risk model with generalized Erlang (n) interclaim times and a constant dividend barrier

In this paper we analyze the time of ruin in a risk process with the interclaim times being Erlang(n) distributed and a constant dividend barrier. We obtain an integro-differential equation for the Laplace Transform of the time of ruin. Explicit solutions for the moments of the time of ruin are presented when the individual claim amounts have a distribution with rational Laplace transform. Finally, some numerical results and a compare son with the classical risk model, with interclaim times following an exponential distribution, are given.

The Effect of a threshold proportional reinsurance strategy on ruin probabilities

[spa] En un modelo de Poisson compuesto, definimos una estrategia de reaseguro proporcional de umbral : se aplica un nivel de retención k1 siempre que las reservas sean inferiores a un determinado umbral b, y un nivel de retención k2 en caso contrario. Obtenemos la ecuación íntegro-diferencial para la función Gerber-Shiu, definida en Gerber-Shiu -1998- en este modelo, que nos permite obtener las expresiones de la probabilidad de ruina y de la transformada de Laplace del momento de ruina para distintas distribuciones de la cuantía individual de los siniestros. Finalmente presentamos algunos resultados numéricos.

Análisis multivariable: Una nueva vía para la caracterización cerámica.

En los estudios sobre comercio en la antigüedad, la determinación del lugar de procedencia de un recipiente es imprescindible. Esta caracterización se ha resuelto siempre con el análisis fisico-químico de las pastas cerámicas o el estudio epigráfico. Sin embargo, creo que existe una tercera vía: la clasificación tipológica de las cerámicas a través de parámetros numéricos. Es un procedimiento mucho más barato que el análisis fisico-químico, y es por ello que sería de gran utilidad para yacimientos en los que la cantidad de material hace imposible esos análisis para todos los fragmentos de cerámica.

Estudio comparativo del diseño de cuatro tratamientos ortopodológicos para la descarga de la segunda cabeza metatarsal

En este artículo se analizan los resultados obtenidos mediante un sistema de plantillas instrumentadas (Biofoot-IBV) de cuatro diseños diferentes de alternativas terapéuticas para el tratamiento de una sobrecarga de la segunda cabeza metatarsal. Dicho sistema permite obtener datos numéricos precisos y fiables, de los diferentes tratamientos, de las presiones soportadas por la segunda cabeza metatarsal, permitiendo el análisis cuantitativo de estos datos y en consecuencia comprobar cual de ellos es el más efectivo para esta patología.

Modelización matemática

La modelización matemática pretende describir la realidad en términos matemáticos,una tarea difícil y que, sin embargo,está jalonada de éxitos sorprendentes. Elproceso de modelización matemática puede esquematizarse en el cuadro de la figura.A partir de un problema dado, de Índole físi ca, tecnológica, biológica. económica.ete., la primera etapa consiste en la formulación matemática del problema. Suobjetivo es asocia rle un modelo matemático que lo describa. Ello obliga a teneren cuenta únicamente una parte de las características que in tervienen en el problemainicial y prescindir de otras que se consideran accesorias o incluso irrclevantespara su resolución. Hay que hacer hipótesis sobre la influencia de los diferentesfactores que intervienen . Son elecciones difíciles y susceptibles de ser modificadasposteriormente. Para obtener el modelo matemático tenemos que conseguir traduciral lenguaje matemático las características seleccionadas. En el modelo matemáticoéstas apareceran en la forma de variables, funciones, ecuaciones, ete. A continuacióndebemos resolver el problema matemático resultante para obtener resultados concretos,normalmente numéricos.