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.

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.

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

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Reduction of periodic difference systems to linear or autonomous ones

We extend Floquet theory for reducing nonlinear periodic difference systems to autonomous ones (actually linear) by using normal form theory.

A public-key cryptosystem based on second order linear sequences

Based on Lucas functions, an improved version of the Diffie-Hellman distribution key scheme and to the ElGamal public key cryptosystem scheme are proposed, together with an implementation and computational cost. The security relies on the difficulty of factoring an RSA integer and on the difficulty of computing the discrete logarithm.

Predicting trabecular bone microdamage initiation and accumulation using a non-linear perfect damage model

Studies evaluating the mechanical behavior of the trabecular microstructure play an important role in our understanding of pathologies such as osteoporosis, and in increasing our understanding of bone fracture and bone adaptation. Understanding of such behavior in bone is important for predicting and providing early treatment of fractures. The objective of this study is to present a numerical model for studying the initiation and accumulation of trabecular bone microdamage in both the pre- and post-yield regions. A sub-region of human vertebral trabecular bone was analyzed using a uniformly loaded anatomically accurate microstructural three-dimensional finite element model. The evolution of trabecular bone microdamage was governed using a non-linear, modulus reduction, perfect damage approach derived from a generalized plasticity stress-strain law. The model introduced in this paper establishes a history of microdamage evolution in both the pre- and post-yield regions

Is the consumption-income ratio stationary? Evidence from linear and nonlinear panel unit root tests for OECD and non-OECD countries

This paper applies recently developed heterogeneous nonlinear and linear panel unit root tests that account for cross-sectional dependence to 24 OECD and 33 non-OECD countries’ consumption-income ratios over the period 1951–2003. We apply a recently developed methodology that facilitates the use of panel tests to identify which individual cross-sectional units are stationary and which are nonstationary. This extends evidence provided in the recent literature to consider both linear and nonlinear adjustment in panel unit root tests, to address the issue of cross-sectional dependence, and to substantially expand both time-series and cross sectional dimensions of the data analysed. We find that the majority (65%) of the series are nonstationary with slightly fewer OECD countries’ (61%) series exhibiting a unit root than non-OECD countries (68%).