An idealized study of coupled atmosphere-ocean 4D-Var in the presence of model error

Atmosphere only and ocean only variational data assimilation (DA) schemes are able to use window lengths that are optimal for the error growth rate, non-linearity and observation density of the respective systems. Typical window lengths are 6-12 hours for the atmosphere and 2-10 days for the ocean. However, in the implementation of coupled DA schemes it has been necessary to match the window length of the ocean to that of the atmosphere, which may potentially sacrifice the accuracy of the ocean analysis in order to provide a more balanced coupled state. This paper investigates how extending the window length in the presence of model error affects both the analysis of the coupled state and the initialized forecast when using coupled DA with differing degrees of coupling. Results are illustrated using an idealized single column model of the coupled atmosphere-ocean system. It is found that the analysis error from an uncoupled DA scheme can be smaller than that from a coupled analysis at the initial time, due to faster error growth in the coupled system. However, this does not necessarily lead to a more accurate forecast due to imbalances in the coupled state. Instead coupled DA is more able to update the initial state to reduce the impact of the model error on the accuracy of the forecast. The effect of model error is potentially most detrimental in the weakly coupled formulation due to the inconsistency between the coupled model used in the outer loop and uncoupled models used in the inner loop.

Positive solutions for the p-Laplacian involving critical and supercritical nonlinearities with zeros

In this paper we show the existence of multiple solutions to a class of quasilinear elliptic equations when the continuous non-linearity has a positive zero and it satisfies a p-linear condition only at zero. In particular, our approach allows us to consider superlinear, critical and supercritical nonlinearities. (C) 2009 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Análise dinâmica de solos submetidos à ação simultânea das três componentes da excitação na base rochosa

Durante a análise sísmica de estruturas complexas, o modelo matemático empregado deveria incluir não só as distribuicões irregulares de massas e de rigidezes senão também à natureza tridimensional da ecitação sísmica. Na prática, o elevado número de graus de liberdade involucrado limita este tipo de análise à disponibilidade de grandes computadoras. Este trabalho apresenta um procedimento simplificado, para avaliar a amplificação do movimento sísmico em camadas de solos. Sua aplicação permitiria estabelecer critérios a partir dos quais avalia-se a necessidade de utilizar modelos de interação solo-estrutura mais complexos que os utilizados habitualmente. O procedimento proposto possui as seguientes características : A- Movimento rígido da rocha definido em termos de três componentes ortagonais. Direção de propagação vertical. B- A ecuação constitutiva do solo inclui as características de não linearidade, plasticidade, dependência da história da carga, dissipação de energia e variação de volume. C- O perfil de solos é dicretizado mediante um sistema de massas concentradas. Utiliza-se uma formulação incremental das equações de movimento com integração directa no domínio do tempo. As propriedades pseudo-elásticas do solo são avaliadas em cada intervalo de integração, em função do estado de tensões resultante da acção simultânea das três componentes da excitação. O correcto funcionamento do procedimento proposto é verificado mediante análises unidimensionais (excitação horizontal) incluindo estudos comparativos com as soluções apresentadas por diversos autores. Similarmente apresentam-se análises tridimensionais (acção simultânea das três componentes da excitação considerando registros sísmicos reais. Analisa-se a influência que possui a dimensão da análise (uma análise tridimensional frente a três análises unidimensionais) na resposta de camadas de solos submetidos a diferentes níveis de exçitação; isto é, a limitação do Princípio de Superposisão de Efeitos.

Detectando não-linearidades nos retornos dos fundos multimercados

Estudos recentes apontam que diversas estratégias implementadas em hedge funds geram retornos com características não lineares. Seguindo as sugestões encontradas no paper de Agarwal e Naik (2004), este trabalho mostra que uma série de hedge funds dentro da indústria de fundos de investimentos no Brasil apresenta retornos que se assemelham ao de uma estratégia em opções de compra e venda no índice de mercado Bovespa. Partindo de um modelo de fatores, introduzimos um índice referenciado no retorno sobre opções de modo que tal fator possa explicar melhor que os tradicionais fatores de risco a característica não linear dos retornos dos fundos de investimento.

Análise da função de reação do Banco Central do Brasil entre 2000 e 2012: inclusão de preços de ativos, não linearidade e queda da taxa de juros neutra

Neste trabalho são abordados empiricamente dois temas bastante atuais no âmbito da política monetária: a estimativa de uma Regra de Taylor aumentada com a inclusão de um vetor de preços de ativos financeiros e a hipótese de não-linearidade da Regra de Taylor. Os principais resultados encontrados sugerem que o Banco Central do Brasil não segue uma Regra de Taylor aumentada na condução da política monetária e que há evidências de não-linearidade de sua função de reação. Além disso, encontramos evidência de recuo da taxa de juros real de equilíbrio (ou neutra) da economia brasileira.

Modelagem do produto interno bruto brasileiro utilizando modelos não lineares

O trabalho tem como objetivo aplicar uma modelagem não linear ao Produto Interno Bruto brasileiro. Para tanto foi testada a existência de não linearidade do processo gerador dos dados com a metodologia sugerida por Castle e Henry (2010). O teste consiste em verificar a persistência dos regressores não lineares no modelo linear irrestrito. A seguir a série é modelada a partir do modelo autoregressivo com limiar utilizando a abordagem geral para específico na seleção do modelo. O algoritmo Autometrics é utilizado para escolha do modelo não linear. Os resultados encontrados indicam que o Produto Interno Bruto do Brasil é melhor explicado por um modelo não linear com três mudanças de regime, que ocorrem no inicio dos anos 90, que, de fato, foi um período bastante volátil. Através da modelagem não linear existe o potencial para datação de ciclos, no entanto os resultados encontrados não foram suficientes para tal análise.

Identificação em tempo real de modelo dinâmico de robô móvel com acionamento diferencial e zona morta

Several mobile robots show non-linear behavior, mainly due friction phenomena between the mechanical parts of the robot or between the robot and the ground. Linear models are efficient in some cases, but it is necessary take the robot non-linearity in consideration when precise displacement and positioning are desired. In this work a parametric model identification procedure for a mobile robot with differential drive that considers the dead-zone in the robot actuators is proposed. The method consists in dividing the system into Hammerstein systems and then uses the key-term separation principle to present the input-output relations which shows the parameters from both linear and non-linear blocks. The parameters are then simultaneously estimated through a recursive least squares algorithm. The results shows that is possible to identify the dead-zone thresholds together with the linear parameters

Controle por modos deslizantes com compensação difusa aplicado a sistemas com descontinuidade

The development of non-linear controllers gained space in the theoretical ambit and of practical applications on the moment that the arising of digital computers enabled the implementation of these methodologies. In comparison with the linear controllers more utilized, the non -linear controllers present the advantage of not requiring the linearity of the system to determine the parameters of control, which permits a more efficient control especially when the system presents a high level of non-linearity. Another additional advantage is the reduction of costs, since to obtain the efficient control through linear controllers it is necessary the utilization of sensors and more refined actuators than when it is utilized a non-linear controller. Among the non-linear theories of control, the method of control by gliding ways is detached for being a method that presents more robustness, before uncertainties. It is already confirmed that the adoption of compensation on the region of residual error permits to improve better the performance of these controllers. So, in this work it is described the development of a non-linear controller that looks for an association of strategy of control by gliding ways, with the fuzzy compensation technique. Through the implementation of some strategies of fuzzy compensation, it was searched the one which provided the biggest efficiency before a system with high level of nonlinearities and uncertainties. The electrohydraulic actuator was utilized as an example of research, and the results appoint to two configurations of compensation that permit a bigger reduction of the residual error

The influence of yttrium on a typical SnO2 varistor system: Microstructural and electrical features

The influence of yttrium oxide, Y2O3, on the microstructure development of the SnO(2)center dot Co(3)O(4)center dot Nb2O5 typical varistor system was studied with scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopies. The different phases present in the studied samples were characterized through XRD, EDS and selected area diffraction patterns (SAD). Particles of Co2SnO4 were observed with TEM in every sample, whereas clusters of the pyrochlore phase T2Sn2O7 were observed with SEM in samples with 0.05, 0.10 and 0.25 mol% of Y2O3. The higher non-linearity (a = 16) was achieved with the addition of 0.05 mol% of Y2O3. The influence of the secondary phases on the electrical properties is also addressed in this work. (c) 2005 Published by Elsevier B.V.

The influence of aluminium on the overall properties of SnO2-based varistors

The influence of aluminium on the development of the microstructure and on the electrical behaviour of the SnO2 center dot Co3O4 center dot Nb2O5 typical varistor system was studied. Two sources of Al were used, alumina (Al2O3) and boehmite (AlO(OH)). The microstructural features were characterised with scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopies. The different phases present in the studied samples were also studied with XRD, EDS and electron diffraction patterns of selected areas (SAED). Particles containing Sri, Co, Al, and O were unveiled with TEM. Impedance spectroscopy measurements and current density versus electric field characteristics revealed superior electrical properties for samples with AlO(OH). The higher non-linearity (alpha = 19) was achieved with the addition of 0.1% mol of boehmite. The influence of the secondary phases on the electrical properties is also addressed in this work.

Influence of the oxygen adsorbed on tin varistors doped with Co, Mn and Cr oxides

The non-ohmic properties of the 98.90% SnO2+(1-x)%CoO+0.05% Cr2O3+0.05% Nb2O5+x% MnO2 varistor system (all of them in mol %), as well as the influence of the oxidizing and reducing atmosphere on this system were studied in this work. Experimental evidence indicates that the electrical properties of the varistor depend on the defects that occur at the grain boundary and on the adsorbed oxygen species such as O''(2), O'(2), O in this region. Thermal treatments at 900 degreesC in oxygen and nitrogen atmospheres indicated such a dependence with the values of the non-linearity coefficient (alpha) increasing under oxygen atmosphere, being reduced in nitrogen atmosphere and restored after a new treatment in oxygen atmosphere, presenting a reversibility in the process. EDS analysis accomplished by SEM showed the distribution of the oxides in the varistor matrix. (C) 2002 Kluwer Academic Publishers.

Genetic Algorithms (Binary and Real Codes) for the Optimisation of a Fermentation Process for Butanol Production

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Nonlinear effects generation in suspended core chalcogenide fibre

In this work we report our achievements in the elaboration and optical characterizations of low-losses suspended core optical fibers elaborated from As2S3 glass. For preforms elaboration, alternatively to other processes like the stack and draw or extrusion, we use a process based on mechanical drilling. The drawing of these drilled performs into fibers allows reaching a suspended core geometry, in which a 2 μm diameter core is linked to the fiber clad region by three supporting struts. The different fibers that have been drawn show losses close to 0.9 dB/m at 1.55 μm. The suspended core waveguide geometry has also an efficient influence on the chromatic dispersion and allows its management. Indeed, the zero dispersion wavelength, which is around 5 μm in the bulk glass, is calculated to be shifted towards around 2μm in our suspended core fibers. In order to qualify their nonlinearity we have pumped them at 1.995 μm with the help of a fibered ns source. We have observed a strong non linear response with evidence of spontaneous Raman scattering and strong spectral broadening. © 2011 SPIE.

Fenômenos não-lineares, incluindo-se os não-ideias, em captura de energia utilizando-se dispositivos piezoelétricos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de redes neurais recorrentes na caracterização de cargas não lineares em sistemas elétricos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)