N-dimensional dynamical systems exploiting instabilities in full

We report experimental and numerical results showing how certain N-dimensional dynamical systems are able to exhibit complex time evolutions based on the nonlinear combination of N-1 oscillation modes. The experiments have been done with a family of thermo-optical systems of effective dynamical dimension varying from 1 to 6. The corresponding mathematical model is an N-dimensional vector field based on a scalar-valued nonlinear function of a single variable that is a linear combination of all the dynamic variables. We show how the complex evolutions appear associated with the occurrence of successive Hopf bifurcations in a saddle-node pair of fixed points up to exhaust their instability capabilities in N dimensions. For this reason the observed phenomenon is denoted as the full instability behavior of the dynamical system. The process through which the attractor responsible for the observed time evolution is formed may be rather complex and difficult to characterize. Nevertheless, the well-organized structure of the time signals suggests some generic mechanism of nonlinear mode mixing that we associate with the cluster of invariant sets emerging from the pair of fixed points and with the influence of the neighboring saddle sets on the flow nearby the attractor. The generation of invariant tori is likely during the full instability development and the global process may be considered as a generalized Landau scenario for the emergence of irregular and complex behavior through the nonlinear superposition of oscillatory motions

Equivalent representation form of oscillators with elastic and damping nonlinear terms

In this work we consider the nonlinear equivalent representation form of oscillators that exhibit nonlinearities in both the elastic and the damping terms. The nonlinear damping effects are considered to be described by fractional power velocity terms which provide better predictions of the dissipative effects observed in some physical systems. It is shown that their effects on the system dynamics response are equivalent to a shift in the coefficient of the linear damping term of a Duffing oscillator. Then, its numerical integration predictions, based on its equivalent representation form given by the well-known forced, damped Duffing equation, are compared to the numerical integration values of its original equations of motion. The applicability of the proposed procedure is evaluated by studying the dynamics response of four nonlinear oscillators that arise in some engineering applications such as nanoresonators, microresonators, human wrist movements, structural engineering design, and chain dynamics of polymeric materials at high extensibility, among others

Full instability behavior of N-dimensional dynamical systems with a one-directional nonlinear vector field

We show how certain N-dimensional dynamical systems are able to exploit the full instability capabilities of their fixed points to do Hopf bifurcations and how such a behavior produces complex time evolutions based on the nonlinear combination of the oscillation modes that emerged from these bifurcations. For really different oscillation frequencies, the evolutions describe robust wave form structures, usually periodic, in which selfsimilarity with respect to both the time scale and system dimension is clearly appreciated. For closer frequencies, the evolution signals usually appear irregular but are still based on the repetition of complex wave form structures. The study is developed by considering vector fields with a scalar-valued nonlinear function of a single variable that is a linear combination of the N dynamical variables. In this case, the linear stability analysis can be used to design N-dimensional systems in which the fixed points of a saddle-node pair experience up to N21 Hopf bifurcations with preselected oscillation frequencies. The secondary processes occurring in the phase region where the variety of limit cycles appear may be rather complex and difficult to characterize, but they produce the nonlinear mixing of oscillation modes with relatively generic features

Inversió cega de funcions no-lineals mitjançant un procés de Gaussianització

En aquest treball es presenta un nou mètode per a la inversió cega de funcions no-lineals mitjançant la gaussianització del senyal observat. El mètode es basa en restituir el caràcter aproximadament gaussià que presenta un senyal filtrat, gràcies al teorema del límit central,que ha vist canviada la seva distribució per l’efecte d’una funció no-lineal. Inicialment, doncs,aquest mètode és útil per a la inversió de sistemes de Wiener, tot i que en els darrers experiments realitzats s’han obtingut resultats interessants en sistemes purament no-lineals. El treball presenta dues possibles parametritzacions, la primera basada en xarxes neurals i la segona en polinomis. En els dos casos s’aconsegueix invertir la funció desconeguda sense tenir cap coneixement a priori ni del senyal original, ni del filtre, ni de la funció no-lineal que volem invertir.

Codis no lineals en MAGMA: construcció de codis perfectes

La finalitat d'aquest projecte és aconseguir construir codis binaris perfectes no lineals de manera eficient. Per a fer-ho, hem desenvolupat un paquet de software per a l'intèrpret MAGMA que conté funcions per a la construcció de codis perfectes, càlcul d'invariants de codis i altres funcions complementàries per a fer càlculs sobre les paraules d'un codi.

Codis no lineals en Magma: noves construccions

L'objectiu principal d'aquest projecte és ampliar la llibreria BinaryCodes, iniciada al 2007, que ens permet construir i manipular codis binaris lineals i no lineals. Per aquest motiu, s'han desenvolupat una sèrie de funcions, amb els seus corresponents tests i exemples, en l'entorn de programació matemàtica Magma. Aquestes funcions consisteixen bàsicament en la construcció de nous codis a partir d'altres ja existents.

Mètode alternatiu a la modelització gràfica en el càlcul de l'espai necessari per crear zones lineals d'aparcament en vies urbanes

Aquest mètode permet calcular numèricament l'espai necessari per crear zones lineals d'aparcament d' n places sense haver de recórrer a la modelització gràfica. Està dissenyat especialment per trobar amb facilitat les característiques òptimes de zones d'aparcament en vies amb limitacions d'espai. Aquest estudi és una anàlisi trigonomètrica d'una àrea d'aparcament tenint en compte el comportament d'un vehicle estàndard en la maniobra d'estacionament.

Sobre les relacions lineals d'energia lliure: mesures de semblança molecular quàntica sobre funcions de densitat electrònica modificad

En aquest treball es presenta l'ús de funcions de densitat electrònica de forat de Fermi per incrementar el paper que pren una regió molecular concreta, considerada com a responsable de la reactivitat molecular, tot i mantenir la mida de la funció de densitat original. Aquestes densitats s'utilitzen per fer mesures d'autosemblança molecular quàntica i es presenten com una alternativa a l'ús de fragments moleculars aillats en estudis de relació entre estructura i propietat. El treball es complementa amb un exemple pràctic, on es correlaciona l'autosemblanca molecular a partir de densitats modificades amb l'energia d'una reacció isodòsmica

Tècniques de microsampling amb generadors de congruències lineals

En el següent article l'autor descriu una nova tècnica per generar sons amb síntesi granular síncrona fent servir generadors de congruències lineals.

Sistemes lineals: una aproximació a algun dels seus conceptes i problemes rellevants

L'objectiu que m'he proposat al preparar aquesta exposicióha estat el de mostrar. per una banda, com alguns delsproblemes bàsics de la teoria de Sistemes Dinàmics Linealstenen una resposta senzilla en termes de l' Álgebra lineal i,d'altra, com alguns problemes importants d'aquesta teorias'entronquen amb conceptes i tècniques bàsiques de la geometriai la topologia

A Characterization of single-peaked preferences

We identify in this paper two conditions that characterize the domain of single-peaked preferences on the line in the following sense: a preference profile satisfies these two properties if and only if there exists a linear order $L$ over the set of alternatives such that these preferences are single-peaked with respect L. The first property states that for any subset of alternatives the set of alternatives considered as the worst by all agents cannot contains more than 2 elements. The second property states that two agents cannot disagree on the relative ranking of two alternatives with respect to a third alternative but agree on the (relative) ranking of a fourth one. Classification-JEL: D71, C78

Estudi sobre equalització electrònica per a sistemes de comunicació per fibra òptica

Estudi realitzat a partir d’una estada a Bell Labs (Lucent Technologies), New Jersey (Estats Units), entre el 15 de setembre de 2005 i el 15 de gener de 2006. Els sistemes de transmissió per fibra òptica fonamenten les principals xarxes de comunicacions. A mesura que la demanda d’ample de banda per usuari creixi, seran necessaris nous sistemes que siguin capaços de cobrir les necessitats a curt i llarg termini. La tecnologia dels sistemes òptics limita fortament la complexitat dels sistemes de transmissió / recepció en comparació, per exemple, als sistemes d’ones de ràdio. La tendència és la de dissenyar sistemes avançats amb detecció directa i mirar d’aplicar tècniques bàsiques de processat del senyal. Una d’aquestes tècniques és l’equalització electrònica, és a dir, fer ús de les tècniques de processament del senyal per tal de compensar la distorsió introduïda pel canal, deguda per una o diverses degradacions típiques: dispersió cromàtica, efectes no lineals, dispersió del mode de polarització (PMD) ... Dins d’un entorn comercial d’empresa, s’ha avaluat el funcionament dels sistemes d’equalització FFE-DFE aixi com MLSE en presència de dispersió cromàtica i/o dispersió del mode de polarització (PMD) en transmissions NRZ/RZ.

Hopf bifurcation for degenerate singular points of multiplicity 2n-1 in dimension 3

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

Determinació de la ubicació estructural dels ions Yb3+ i Nb3+ en Yb:RTP, Nb:RTP i (Nb,Yb):RTP

Estudi elaborat a partir d’una estada al Stony Brook University al juliol del 2006. El RbTiOPO4 (RTP) monocristal•lí és un material d' òptica no lineal molt rellevant i utilitzat en la tecnologia làser actual, químicament molt estable i amb unes propietats físiques molt destacades, entre elles destaquen els alts coeficients electro-òptics i l'alt llindar de dany òptic que presenta. En els últims anys s’està utilitzant tecnològicament en aplicacions d'òptica no lineal en general i electro-òptiques en particular. En alguns casos ja ha substituït, millorant prestacions, a materials tals com el KTP o el LNB(1). Dopant RTP amb ions lantànids (Ln3+) (2-4), el material es converteix en un material làser auto-doblador de freqüència, combinant les seves propietats no lineals amb les de matriu làser. El RTP genera radiació de segon harmònic (SHG) a partir d’un feix fonamental amb longituds d’ona inferiors a 990 nm, que és el límit que presenta el KTP.La determinació de la ubicació estructural i l’estudi de l'entorn local del ions actius làser és de fonamental importància per a la correcta interpretació de les propietats espectroscòpiques d’aquest material. Mesures de difracció de neutrons sobre mostra de pols cristal•lí mostren que els ions Nb5+ i Ln3+ només substitueixin posicions de Ti4+ (8-9). Estudis molt recents d'EPR (electron paramagnetic resonance) semblen indicar que quan la concentració d'ió Ln3+ es baixa, aquest ió presenta la tendència a substituir l'ió alcalí present a l'estructura (10).Després dels resultats obtinguts en el present treball a partir de la tècnica EXAFS a la instal•lació sincrotò del Brookhaven National Laboratory/State University of New York (Stony Brook) es pot concloure definitivament que els ions Nb s’ubiquen en la posició Ti (1) i que els ions Yb3+ es distribueixen paritariament en les dues posicions del Ti (1 i 2). Aquests resultats aporten una valuosa informació per a la correcta interpretació dels espectres, tant d’absorció com d’emissió, del material i per la avaluació dels paràmetres del seu comportament durant l'acció làser.