Desenvolvimento e otimização do projeto mecatrónico para um Tribómetro Linear

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Mecânica

A linear algebra approach to OLAP

Inspired by the relational algebra of data processing, this paper addresses the foundations of data analytical processing from a linear algebra perspective. The paper investigates, in particular, how aggregation operations such as cross tabulations and data cubes essential to quantitative analysis of data can be expressed solely in terms of matrix multiplication, transposition and the Khatri–Rao variant of the Kronecker product. The approach offers a basis for deriving an algebraic theory of data consolidation, handling the quantitative as well as qualitative sides of data science in a natural, elegant and typed way. It also shows potential for parallel analytical processing, as the parallelization theory of such matrix operations is well acknowledged.

Relative information entropy in cosmology: The problem of information entanglement

The necessary information to distinguish a local inhomogeneous mass density field from its spatial average on a compact domain of the universe can be measured by relative information entropy. The Kullback-Leibler (KL) formula arises very naturally in this context, however, it provides a very complicated way to compute the mutual information between spatially separated but causally connected regions of the universe in a realistic, inhomogeneous model. To circumvent this issue, by considering a parametric extension of the KL measure, we develop a simple model to describe the mutual information which is entangled via the gravitational field equations. We show that the Tsallis relative entropy can be a good approximation in the case of small inhomogeneities, and for measuring the independent relative information inside the domain, we propose the R\'enyi relative entropy formula.

Sex differences in the fetal heart rate variability indices of twins

Aims: To evaluate the differences in linear and complex heart rate dynamics in twin pairs according to fetal sex combination [male-female (MF), male-male (MM), and female-female (FF)]. Methods: Fourteen twin pairs (6 MF, 3 MM, and 5 FF) were monitored between 31 and 36.4 weeks of gestation. Twenty-six fetal heart rate (FHR) recordings of both twins were simultaneously acquired and analyzed with a system for computerized analysis of cardiotocograms. Linear and nonlinear FHR indices were calculated. Results: Overall, MM twins presented higher intrapair average in linear indices than the other pairs, whereas FF twins showed higher sympathetic-vagal balance. MF twins exhibited higher intrapair average in entropy indices and MM twins presented lower entropy values than FF twins considering the (automatically selected) threshold rLu. MM twin pairs showed higher intrapair differences in linear heart rate indices than MF and FF twins, whereas FF twins exhibited lower intrapair differences in entropy indices. Conclusions: The results of this exploratory study suggest that twins have sex-specific differences in linear and nonlinear indices of FHR. MM twins expressed signs of a more active autonomic nervous system and MF twins showed the most active complexity control system. These results suggest that fetal sex combination should be taken into consideration when performing detailed evaluation of the FHR in twins.

Desarrollo de Algoritmos Numéricos para el Estudio de la Propagación no Lineal de Ondas en Aplicaciones Aeroespaciales y Astrofísicas. Develop to Numerical Algorithms to Study non-Linear Waves Propagation in Aerospace and Astrophysics Applications.

En este proyecto se desarrollarán algoritmos numéricos para sistemas no lineales hiperbólicos-parabólicos de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Dichos sistemas tienen aplicación en propagación de ondas en ámbitos aeroespaciales y astrofísicos.Objetivos generales: 1)Desarrollo y mejora de algoritmos numéricos con la finalidad de incrementar la calidad en la simulación de propagación e interacción de ondas gasdinámicas y magnetogasdinámicas no lineales. 2)Desarrollo de códigos computacionales con la finalidad de simular flujos gasdinámicos de elevada entalpía incluyendo cambios químicos, efectos dispersivos y difusivos.3)Desarrollo de códigos computacionales con la finalidad de simular flujos magnetogasdinámicos ideales y reales.4)Aplicación de los nuevos algoritmos y códigos computacionales a la solución del flujo aerotermodinámico alrededor de cuerpos que ingresan en la atmósfera terrestre. 5)Aplicación de los nuevos algoritmos y códigos computacionales a la simulación del comportamiento dinámico no lineal de arcos magnéticos en la corona solar. 6)Desarrollo de nuevos modelos para describir el comportamiento no lineal de arcos magnéticos en la corona solar.Este proyecto presenta como objetivo principal la introducción de mejoras en algoritmos numéricos para simular la propagación e interacción de ondas no lineales en dos medios gaseosos: aquellos que no poseen carga eléctrica libre (flujos gasdinámicos) y aquellos que tienen carga eléctrica libre (flujos magnetogasdinámicos). Al mismo tiempo se desarrollarán códigos computacionales que implementen las mejoras de las técnicas numéricas.Los algoritmos numéricos se aplicarán con la finalidad de incrementar el conocimiento en tópicos de interés en la ingeniería aeroespacial como es el cálculo del flujo de calor y fuerzas aerotermodinámicas que soportan objetos que ingresan a la atmósfera terrestre y en temas de astrofísica como la propagación e interacción de ondas, tanto para la transferencia de energía como para la generación de inestabilidades en arcos magnéticos de la corona solar. Estos dos temas poseen en común las técnicas y algoritmos numéricos con los que serán tratados. Las ecuaciones gasdinámicas y magnetogasdinámicas ideales conforman sistemas hiperbólicos de ecuaciones diferenciales y pueden ser solucionados utilizando "Riemann solvers" junto con el método de volúmenes finitos (Toro 1999; Udrea 1999; LeVeque 1992 y 2005). La inclusión de efectos difusivos genera que los sistemas de ecuaciones resulten hiperbólicos-parabólicos. La contribución parabólica puede ser considerada como términos fuentes y tratada adicionalmente tanto en forma explícita como implícita (Udrea 1999; LeVeque 2005).Para analizar el flujo alrededor de cuerpos que ingresan en la atmósfera se utilizarán las ecuaciones de Navier-Stokes químicamente activas, mientras la temperatura no supere los 6000K. Para mayores temperaturas es necesario considerar efectos de ionización (Anderson, 1989). Tanto los efectos difusivos como los cambios químicos serán considerados como términos fuentes en las ecuaciones de Euler. Para tratar la propagación de ondas, transferencia de energía e inestabilidades en arcos magnéticos de la corona solar se utilizarán las ecuaciones de la magnetogasdinámica ideal y real. En este caso será también conveniente implementar términos fuente para el tratamiento de fenómenos de transporte como el flujo de calor y el de radiación. Los códigos utilizarán la técnica de volúmenes finitos, junto con esquemas "Total Variation Disminishing - TVD" sobre mallas estructuradas y no estructuradas.

Describing orbitopes by linear inequalities and projection based tools

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2011

Non-linear model reduction and control of molten carbonate fuel cell systems with internal reforming fuel cell systems with internal reforming

Magdeburg, Univ., Diss, 2007

Design of biped robot walking based on non-linear periodical oscillations

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2012

Optimal designs for multivariate linear models

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2013

Sizes of linear descriptions in combinatorial optimization

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Mathematik, Univ., Dissertation, 2015

Linear stochastic differential algebraic equations with constant coefficients

We consider linear stochastic differential-algebraic equations with constant coefficients and additive white noise. Due to the nature of this class of equations, the solution must be defined as a generalised process (in the sense of Dawson and Fernique). We provide sufficient conditions for the law of the variables of the solution process to be absolutely continuous with respect to Lebesgue measure.

Contractive metrics for a Boltzmann equation for granular gases: diffusive equilibriaThe Patterson-Sullivan embedding and minimal volume entropy for outer space

We quantify the long-time behavior of a system of (partially) inelastic particles in a stochastic thermostat by means of the contractivity of a suitable metric in the set of probability measures. Existence, uniqueness, boundedness of moments and regularity of a steady state are derived from this basic property. The solutions of the kinetic model are proved to converge exponentially as t→ ∞ to this diffusive equilibrium in this distance metrizing the weak convergence of measures. Then, we prove a uniform bound in time on Sobolev norms of the solution, provided the initial data has a finite norm in the corresponding Sobolev space. These results are then combined, using interpolation inequalities, to obtain exponential convergence to the diffusive equilibrium in the strong L¹-norm, as well as various Sobolev norms.

The Patterson-Sullivan embedding and minimal volume entropy for outer space

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

Lp-solutions to BSDEs with super-linear growth coefficient. Application to degenerate semilinear PDEs.

We consider multidimensional backward stochastic differential equations (BSDEs). We prove the existence and uniqueness of solutions when the coefficient grow super-linearly, and moreover, can be neither locally Lipschitz in the variable y nor in the variable z. This is done with super-linear growth coefficient and a p-integrable terminal condition (p & 1). As application, we establish the existence and uniqueness of solutions to degenerate semilinear PDEs with superlinear growth generator and an Lp-terminal data, p & 1. Our result cover, for instance, the case of PDEs with logarithmic nonlinearities.

A rotation method which gives linear Lp-Estimates for powers of the Ahlfors-Beurling operator

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