Parallel Algorithm for the Local Variations Method

Димитър С. Илиев, Станимир Д. Илиев - Актуално е изследването на поведението на течен менискус в околността на хетерогенна стена. До сега няма получено числено решение за формата на менискуса около стена, която е с хаотична хетерогенност. В настоящата статия е разработен алгоритъм за метода на локалните вариации, който може да се използва на многопроцесорни системи. С този метод е получен за първи път профила на равновесен течен менискус около вертикална стена с хаотична хетерогенност.

Thermodynamic self-consistency issues related to the Cluster Variation Method: The case of the BCC Cr-Fe (Chromium-Iron) system

The Cluster Variation Method (CVM), introduced over 50 years ago by Prof. Dr. Ryoichi Kikuchi, is applied to the thermodynamic modeling of the BCC Cr-Fe system in the irregular tetrahedron approximation, using experimental thermochemical data as initial input for accessing the model parameters. The results are checked against independent data on the low-temperature miscibility gap, using increasingly accurate thermodynamic models, first by the inclusion of the magnetic degrees of freedom of iron and then also by the inclusion of the magnetic degrees of freedom of chromium. It is shown that a reasonably accurate description of the phase diagram at the iron-rich side (i.e. the miscibility gap borders and the Curie line) is obtained, but only at expense of the agreement with the above mentioned thermochemical data. Reasons for these inconsistencies are discussed, especially with regard to the need of introducing vibrational degrees of freedom in the CVM model. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

An ASIFT-based local registration method for satellite imagery

Imagery registration is a fundamental step, which greatly affects later processes in image mosaic, multi-spectral image fusion, digital surface modelling, etc., where the final solution needs blending of pixel information from more than one images. It is highly desired to find a way to identify registration regions among input stereo image pairs with high accuracy, particularly in remote sensing applications in which ground control points (GCPs) are not always available, such as in selecting a landing zone on an outer space planet. In this paper, a framework for localization in image registration is developed. It strengthened the local registration accuracy from two aspects: less reprojection error and better feature point distribution. Affine scale-invariant feature transform (ASIFT) was used for acquiring feature points and correspondences on the input images. Then, a homography matrix was estimated as the transformation model by an improved random sample consensus (IM-RANSAC) algorithm. In order to identify a registration region with a better spatial distribution of feature points, the Euclidean distance between the feature points is applied (named the S criterion). Finally, the parameters of the homography matrix were optimized by the Levenberg–Marquardt (LM) algorithm with selective feature points from the chosen registration region. In the experiment section, the Chang’E-2 satellite remote sensing imagery was used for evaluating the performance of the proposed method. The experiment result demonstrates that the proposed method can automatically locate a specific region with high registration accuracy between input images by achieving lower root mean square error (RMSE) and better distribution of feature points.

Local-Median Method of Forecasting for Regression Time Series under Outliers

2002 Mathematics Subject Classification: 62M20, 62-07, 62J05, 62P20.

Lokális energiamódszer kicsi rendben gerjesztett Liénard-egyenletekre (Local energy method for little order forced equations)

Az x''+f(x) x'+g(x) = 0 alakú Liénard-típusú differenciálegyenlet központi szerepet játszik az üzleti ciklusok Káldor-Kalecki-féle [3,4] és Goodwin-féle [2] modelljeiben, sőt egy a munkanélküliség és vállalkozás-ösztönzések ciklikus változásait leíró újabb modellben [1] is. De ugyanez a nemlineáris egyenlettípus a gerjesztett ingák és elektromos rezgőkörök elméletét is felöleli [5]. Az ezzel kapcsolatos irodalom nagyrészt a határciklusok létezését vizsgálja (pl. [5]), pedig az alapvető stabilitási kérdések jóval áttekinthetőbb módon kezelhetők, s a kapott eredmények közvetve a határciklusok létezésének feltételeit is sokkal jobban be tudják határolni. Jelen dolgozatban az egyváltozós analízis hatékony nyelvezetével olyan egyszerűen megfogalmazható eredményekhez jutunk, amelyek képesek kitágítani az üzleti és más közgazdasági ciklusok modelljeinek kereteit, illetve pl. az [1]-beli modellhez újabb szemléltető speciális eseteket is nyerünk. ____ The Liénard type differential equation of the form x00 + f(x) ¢ x0 + g(x) = 0 has a central role in business cycle models by Káldor [3], Kalecki [4] and Goodwin [2], moreover in a new model describing the cyclical behavior of unemployment and entrepreneurship [1]. The same type of nonlinear equation explains the features of forced pendulums and electric circuits [5]. The related literature discusses mainly the existence of limit cycles, although the fundamental stability questions of this topic can be managed much more easily. The achieved results also outline the conditions for the existence of limit cycles. In this work, by the effective language of real valued analysis, we obtain easy-formulated results which may broaden the frames of economic and business cycle models, moreover we may gain new illustrative particular cases for e.g., [1].

Study of the interaction between hydroxymethylnitrofurazone and 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin

Chagas disease is a serious health problem in Latin America. Hidroxymethylnitrofurazone (NFOH) is a nitrofurazone prodrug more active than nitrofurazone against Trypanosoma cruzi. However, NFOH presents low aqueous solubility, high photodecomposition and high toxicity. The present work is focused on the characterization of an inclusion complex of NFOH in 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin (HP-beta-CD). The complexation with HP-beta-CD was investigated using reversed-phase liquid chromatography, solubility isotherms and nuclear magnetic resonance. The retention behavior was analyzed on a reversed-phase C-18 column, using acetonitrile-water (20/80, v/v) as the mobile phase, in which HP-beta-CD was incorporated as a mobile phase additive. The decrease in the retention times with increasing concentrations of HP-beta-CD enables the determination of the apparent stability constant of the complex (K = 6.2 +/- 0.3 M-1) by HPLC. The solubility isotherm was studied and the value for the apparent stability constant (K = 7.9 +/- 0.2 M-1) was calculated. The application of continuous variation method indicated the presence of a complex with 1:1 NFOH:HP-beta-CD stoichiometry. The photostability study showed that the formation of an inclusion complex had a destabilizing effect on the photodecomposition of NFOH when compared to that of the ""free"" molecule in solution. The mobility investigation (by NMR longitudinal relaxation time) gives information about the complexation of NFOH with HP-beta-CD. In preliminary toxicity studies, cell viability tests revealed that inclusion complexes were able to decrease the toxic effect (p < 0.01) caused by NFOH. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Self-adaptive combination of global tabu search and local search for nonlinear equations

Solving systems of nonlinear equations is a very important task since the problems emerge mostly through the mathematical modelling of real problems that arise naturally in many branches of engineering and in the physical sciences. The problem can be naturally reformulated as a global optimization problem. In this paper, we show that a self-adaptive combination of a metaheuristic with a classical local search method is able to converge to some difficult problems that are not solved by Newton-type methods.

On the dynamic effects of fiscal policy

Dans le sillage de la récession mondiale de 2008-09, plusieurs questions ont été soulevées dans la littérature économique sur les effets à court et à long terme de la politique budgétaire sur l’activité économique par rapport à son signe, sa taille et sa durée. Ceux-ci ont des implications importantes pour mieux comprendre les canaux de transmission et l’efficacité des politiques budgétaires, avec la politique monétaire étant poursuivi, ainsi que pour leurs retombées économiques. Cette thèse fait partie de ce regain d’intérêt de la littérature d’examiner comment les changements dans la politique budgétaire affectent l’activité économique. Elle repose alors sur trois essais: les effets macroéconomiques des chocs de dépenses publiques et des recettes fiscales, les résultats macroéconomiques de l’interaction entre les politiques budgétaire et monétaire et le lien entre la politique budgétaire et la répartition des revenus. Le premier chapitre examine les effets des chocs de politique budgétaire (chocs de dépenses publiques et chocs de recettes fiscales) sur l’économie canadienne au cours de la période 1970-2010, en s’appuyant sur la méthode d’identification des restrictions de signe développée par Mountford et Uhlig [2009]. En réponse à la récession mondiale, les autorités fiscales dans les économies avancées, dont le Canada ont généralement mis en oeuvre une approche en deux phases pour la politique budgétaire. Tout d’abord, ils ont introduit des plans de relance sans précédent pour relancer leurs économies. Par exemple, les mesures de relance au Canada, introduites à travers le Plan d’action économique du Canada, ont été projetées à 3.2 pour cent du PIB dans le budget fédéral de 2009 tandis que l’ "American Recovery and Reinvestment Act"(ARRA) a été estimé à 7 pour cent du PIB. Par la suite, ils ont mis en place des plans d’ajustement en vue de réduire la dette publique et en assurer la soutenabilité à long terme. Dans ce contexte, évaluer les effets multiplicateurs de la politique budgétaire est important en vue d’informer sur l'efficacité de telles mesures dans la relance ou non de l'activité économique. Les résultats montrent que les multiplicateurs d'impôt varient entre 0.2 et 0.5, tandis que les multiplicateurs de dépenses varient entre 0.2 et 1.1. Les multiplicateurs des dépenses ont tendance à être plus grand que les multiplicateurs des recettes fiscales au cours des deux dernières décennies. Comme implications de politique économique, ces résultats tendent à suggérer que les ajustements budgétaires par le biais de grandes réductions de dépenses publiques pourraient être plus dommageable pour l'économie que des ajustements budgétaires par la hausse des impôts. Le deuxième chapitre, co-écrit avec Constant Lonkeng Ngouana, estime les effets multiplicateurs des dépenses publiques aux Etats-Unis en fonction du cycle de la politique monétaire. Les chocs de dépenses publiques sont identifiés comme étant des erreurs de prévision du taux de croissance des dépenses publiques à partir des données d'Enquêtes des prévisionnistes professionnels et des informations contenues dans le "Greenbook". L'état de la politique monétaire est déduite à partir de la déviation du taux des fonds fédéraux du taux cible de la Réserve Fédérale, en faisant recours à une fonction lisse de transition. L'application de la méthode des «projections locales» aux données trimestrielles américaines au cours de la période 1965-2012 suggère que les effets multiplicateurs des dépenses fédérales sont sensiblement plus élevées quand la politique monétaire est accommodante que lorsqu'elle ne l'est pas. Les résultats suggèrent aussi que les dépenses fédérales peuvent stimuler ou non la consommation privée, dépendamment du degré d’accommodation de la politique monétaire. Ce dernier résultat réconcilie ainsi, sur la base d’un cadre unifié des résultats autrement contradictoires à première vue dans la littérature. Ces résultats ont d'importantes implications de politique économique. Ils suggèrent globalement que la politique budgétaire est plus efficace lorsqu'on en a le plus besoin (par exemple, lorsque le taux de chômage est élevé), si elle est soutenue par la politique monétaire. Ils ont également des implications pour la normalisation des conditions monétaires dans les pays avancés: la sortie des politiques monétaires non-conventionnelles conduirait à des multiplicateurs de dépenses fédérales beaucoup plus faibles qu'autrement, même si le niveau de chômage restait élevé. Ceci renforce la nécessité d'une calibration prudente du calendrier de sortie des politiques monétaires non-conventionnelles. Le troisième chapitre examine l'impact des mesures d'expansion et de contraction budgétaire sur la distribution des revenus dans un panel de 18 pays d'Amérique latine au cours de la période 1990-2010, avec un accent sur les deniers 40 pour cent. Il explore alors comment ces mesures fiscales ainsi que leur composition affectent la croissance des revenus des dernier 40 pour cent, la croissance de leur part de revenu ainsi que la croissance économique. Les mesures d'expansion et de contraction budgétaire sont identifiées par des périodes au cours desquels il existe une variation significative du déficit primaire corrigé des variations conjoncturelles en pourcentage du PIB. Les résultats montrent qu'en moyenne l'expansion budgétaire par la hausse des dépenses publiques est plus favorable à la croissance des revenus des moins bien-nantis que celle par la baisse des impôts. Ce résultat est principalement soutenu par la hausse des dépenses gouvernementales de consommation courante, les transferts et subventions. En outre ces mesures d’expansion budgétaire sont favorables à la réduction des inégalités car elles permettent d'améliorer la part des revenus des moins bien-nantis tout en réduisant la part des revenus des mieux-nantis de la distribution des revenus. En outre ces mesures d’expansion budgétaire sont favorables à la réduction des inégalités car elles permettent d'améliorer la part des revenus des moins bien-nantis tout en réduisant la part des revenus des mieux-nantis de la distribution des revenus. Cependant, l'expansion budgétaire pourrait soit n'avoir aucun effet sur la croissance économique ou entraver cette dernière à travers la hausse des dépenses en capital. Les résultats relatifs à la contraction budgétaire sont quelque peu mitigés. Parfois, les mesures de contraction budgétaire sont associées à une baisse de la croissance des revenus des moins bien nantis et à une hausse des inégalités, parfois l'impact de ces mesures est non significatif. Par ailleurs, aucune des mesures n’affecte de manière significative la croissance du PIB. Comme implications de politique économique, les pays avec une certaine marge de manœuvre budgétaire pourraient entamer ou continuer à mettre en œuvre des programmes de "filets de sauvetage"--par exemple les programmes de transfert monétaire conditionnel--permettant aux segments vulnérables de la population de faire face à des chocs négatifs et aussi d'améliorer leur conditions de vie. Avec un potentiel de stimuler l'emploi peu qualifié, une relance budgétaire sage par les dépenses publique courantes pourrait également jouer un rôle important pour la réduction des inégalités. Aussi, pour éviter que les dépenses en capital freinent la croissance économique, les projets d'investissements publics efficients devraient être prioritaires dans le processus d'élaboration des politiques. Ce qui passe par la mise en œuvre des projets d'investissement avec une productivité plus élevée capable de générer la croissance économique nécessaire pour réduire les inégalités.

Spatial and management factors associated with exposure of smallholder dairy cattle in Tanzania to tick-borne pathogens

A cross-sectional study of serum antibody responses of cattle to tick-borne pathogens (Theileria parva, Theileria mutans, Anaplasma marginale, Babesia bigemina and Babesia bovis) was conducted on smallholder dairy farms in Tanga and Iringa Regions of Tanzania. Seroprevalence was highest for T. parva (48% in Iringa and 23% in Tanga) and B. bigemina (43% in Iringa and 27% in Tanga) and lowest for B. bovis (12% in Iringa and 6% in Tanga). We use spatial and non-spatial models, fitted using classical and Bayesian methods, to explore risk factors associated with seroprevalence. These include both fixed effects (age, grazing history and breeding status) and random effects (farm and local spatial effects). In both regions, seroprevalence for all tick-borne pathogens increased significantly with age. Animals pasture grazed in the 3 months prior to the start of the sampling period were significantly more likely to be seropositive for Theileria spp. and Babesia spp. Pasture grazed animals were more likely to be seropositive than zero-grazed animals for A. marginale, but the relationship was weaker than that observed for the other four pathogens. This study did not detect any significant differences in seroprevalence associated with other management-related variables, including the method or frequency of acaricide application. After adjusting for age, there was weak evidence of localised (< 5 km) spatial correlation in exposure to some of the tick borne diseases. However, this was small compared with the 'farm-effect', suggesting that risk factors specific to the farm were more important than those common to the local neighbourhood. Many animals were seropositive for more than one pathogen and the correlation between exposure to the different pathogens remained after adjusting for the identified risk factors. Identifying the determinants of exposure to multiple tick-borne pathogens and characterizing local variation in risk will assist in the development of more effective control strategies for smallholder dairy farms. (c) 2005 Australian Society for Parasitology Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Regional variation in cortical bone properties from broiler fowl - a first look

1. We used microhardness testing as a probe for fine-scale regional variation in the mechanical performance of bone and present data showing the extent of regional variation in the femora and humeri of 7-week-old broiler birds. 2. Ash content of dry bone was broadly correlated with microhardness, although there is some evidence that the relationship linking the two differs between the femur and the humerus. 3. Regional variations in the properties of bone from poultry are widely overlooked in the literature. Awareness of them is vital and existing measures of bone 'strength' may be misleading if local variation in properties is not taken into account when exploring the effects of nutrition and husbandry practices on bone mechanical performance.

Sparse kernel density construction using orthogonal forward regression with leave-one-out test score and local regularization

This paper presents an efficient construction algorithm for obtaining sparse kernel density estimates based on a regression approach that directly optimizes model generalization capability. Computational efficiency of the density construction is ensured using an orthogonal forward regression, and the algorithm incrementally minimizes the leave-one-out test score. A local regularization method is incorporated naturally into the density construction process to further enforce sparsity. An additional advantage of the proposed algorithm is that it is fully automatic and the user is not required to specify any criterion to terminate the density construction procedure. This is in contrast to an existing state-of-art kernel density estimation method using the support vector machine (SVM), where the user is required to specify some critical algorithm parameter. Several examples are included to demonstrate the ability of the proposed algorithm to effectively construct a very sparse kernel density estimate with comparable accuracy to that of the full sample optimized Parzen window density estimate. Our experimental results also demonstrate that the proposed algorithm compares favorably with the SVM method, in terms of both test accuracy and sparsity, for constructing kernel density estimates.

Local and regional ecological drivers of fish assemblages in Brazilian estuaries

Spatial patterns in assemblage structures are generated by ecological processes that occur on multiple scales. Identifying these processes is important for the prediction of impact, for restoration and for conservation of biodiversity. This study used a hierarchical sampling design to quantify variations in assemblage structures of Brazilian estuarine fish across 2 spatial scales and to reveal the ecological processes underlying the patterns observed. Eight areas separated by 0.7 to 25 km (local scale) were sampled in 5 estuaries separated by 970 to 6000 km (regional scale) along the coast, encompassing both tropical and subtropical regions. The assemblage structure varied significantly in terms of relative biomass and presence/absence of species on both scales, but the regional variation was greater than the local variation for either dataset. However, the 5 estuaries sampled segregated into 2 major groups largely congruent with the Brazilian and Argentinian biogeographic provinces. Three environmental variables (mean temperature of the coldest month, mangrove area and mean annual precipitation) and distance between estuaries explained 44.8 and 16.3%, respectively, of the regional-scale variability in the species relative biomass. At the local scale, the importance of environmental predictors for the spatial structure of the assemblages differed between estuarine systems. Overall, these results support the idea that on a regional scale, the composition of fish assemblages is simultaneously determined by environmental filters and species dispersal capacity, while on a local scale, the effect of environmental factors should vary depending on estuary-specific physical and hydrological characteristics © 2013 Inter-Research.

NDVI and vegetation phenology dynamics under the influence of sunshine duration on the Tibetan plateau

Climate change has significantly influenced vegetation dynamics on the Tibetan Plateau (TP). Past research mainly focused on vegetation responses to temperature variation and water stress, but the influence of sunshine duration on NDVI and vegetation phenology on the TP is not well understood. In this study, NDVI time series from 1982-2008 were used to retrieve spatiotemporal vegetation dynamics on the TP. Empirical orthogonal function (EOF) analysis was conducted to understand the spatiotemporal variations of NDVI. The Start of Season (SOS) was estimated from NDVI time series with a local threshold method. The first EOF, accounting for 35.1% of NDVI variations on the TP, indicates that NDVI variations are larger in areas with shorter sunshine duration. The needle-leaved forest and shrub in the southeastern TP are more sensitive to sunshine duration anomalies (p < 0.01) than broad-leaved forest, steppe, and meadow due to spatial and altitudinal distribution of sunshine duration and vegetation types. The decrease in sunshine duration for the growing season on the TP has resulted in a decreased NDVI trend in some areas of southeastern TP (p ranging from 0.32-0.05 with threshold ranging from 0.05 to 0.25) in spite of the overall NDVI increase. SOS dynamics in most parts of the TP were mainly related to temperature variability, with precipitation and sunshine duration playing a role in a few regions. This study enhances our understanding of vegetation responses to climatic change on the TP.

Hierarchical multi-label classification using local neural networks

Hierarchical multi-label classification is a complex classification task where the classes involved in the problem are hierarchically structured and each example may simultaneously belong to more than one class in each hierarchical level. In this paper, we extend our previous works, where we investigated a new local-based classification method that incrementally trains a multi-layer perceptron for each level of the classification hierarchy. Predictions made by a neural network in a given level are used as inputs to the neural network responsible for the prediction in the next level. We compare the proposed method with one state-of-the-art decision-tree induction method and two decision-tree induction methods, using several hierarchical multi-label classification datasets. We perform a thorough experimental analysis, showing that our method obtains competitive results to a robust global method regarding both precision and recall evaluation measures.