Application of the fixed point method for solution in time stepping finite element analysis using the inverse vector Jiles-Atherton model

An implementation of the inverse vector Jiles-Atherton model for the solution of non-linear hysteretic finite element problems is presented. The implementation applies the fixed point method with differential reluctivity values obtained from the Jiles-Atherton model. Differential reluctivities are usually computed using numerical differentiation, which is ill-posed and amplifies small perturbations causing large sudden increases or decreases of differential reluctivity values, which may cause numerical problems. A rule based algorithm for conditioning differential reluctivity values is presented. Unwanted perturbations on the computed differential reluctivity values are eliminated or reduced with the aim to guarantee convergence. Details of the algorithm are presented together with an evaluation of the algorithm by a numerical example. The algorithm is shown to guarantee convergence, although the rate of convergence depends on the choice of algorithm parameters. © 2011 IEEE.

Fixed Point vs. First-Order Logic on Finite Ordered Structures with Unary Relations

We prove that first order logic is strictly weaker than fixed point logic over every infinite classes of finite ordered structures with unary relations: Over these classes there is always an inductive unary relation which cannot be defined by a first-order formula, even when every inductive sentence (i.e., closed formula) can be expressed in first-order over this particular class. Our proof first establishes a property valid for every unary relation definable by first-order logic over these classes which is peculiar to classes of ordered structures with unary relations. In a second step we show that this property itself can be expressed in fixed point logic and can be used to construct a non-elementary unary relation.

Théorèmes de point fixe et principe variationnel d'Ekeland

Le principe de contraction de Banach, qui garantit l'existence d'un point fixe d'une contraction d'un espace métrique complet à valeur dans lui-même, est certainement le plus connu des théorèmes de point fixe. Dans plusieurs situations concrètes, nous sommes cependant amenés à considérer une contraction qui n'est définie que sur un sous-ensemble de cet espace. Afin de garantir l'existence d'un point fixe, nous verrons que d'autres hypothèses sont évidemment nécessaires. Le théorème de Caristi, qui garantit l'existence d'un point fixe d'une fonction d'un espace métrique complet à valeur dans lui-même et respectant une condition particulière sur d(x,f(x)), a plus tard été généralisé aux fonctions multivoques. Nous énoncerons des théorèmes de point fixe pour des fonctions multivoques définies sur un sous-ensemble d'un espace métrique grâce, entre autres, à l'introduction de notions de fonctions entrantes. Cette piste de recherche s'inscrit dans les travaux très récents de mathématiciens français et polonais. Nous avons obtenu des généralisations aux espaces de Fréchet et aux espaces de jauge de quelques théorèmes, dont les théorèmes de Caristi et le principe variationnel d'Ekeland. Nous avons également généralisé des théorèmes de point fixe pour des fonctions qui sont définies sur un sous-ensemble d'un espace de Fréchet ou de jauge. Pour ce faire, nous avons eu recours à de nouveaux types de contractions; les contractions sur les espaces de Fréchet introduites par Cain et Nashed [CaNa] en 1971 et les contractions généralisées sur les espaces de jauge introduites par Frigon [Fr] en 2000.

Fixed point results for multivalued contractions on graphs and their applications

Nous présentons dans cette thèse des théorèmes de point fixe pour des contractions multivoques définies sur des espaces métriques, et, sur des espaces de jauges munis d’un graphe. Nous illustrons également les applications de ces résultats à des inclusions intégrales et à la théorie des fractales. Cette thèse est composée de quatre articles qui sont présentés dans quatre chapitres. Dans le chapitre 1, nous établissons des résultats de point fixe pour des fonctions multivoques, appelées G-contractions faibles. Celles-ci envoient des points connexes dans des points connexes et contractent la longueur des chemins. Les ensembles de points fixes sont étudiés. La propriété d’invariance homotopique d’existence d’un point fixe est également établie pour une famille de Gcontractions multivoques faibles. Dans le chapitre 2, nous établissons l’existence de solutions pour des systèmes d’inclusions intégrales de Hammerstein sous des conditions de type de monotonie mixte. L’existence de solutions pour des systèmes d’inclusions différentielles avec conditions initiales ou conditions aux limites périodiques est également obtenue. Nos résultats s’appuient sur nos théorèmes de point fixe pour des G-contractions multivoques faibles établis au chapitre 1. Dans le chapitre 3, nous appliquons ces mêmes résultats de point fixe aux systèmes de fonctions itérées assujettis à un graphe orienté. Plus précisément, nous construisons un espace métrique muni d’un graphe G et une G-contraction appropriés. En utilisant les points fixes de cette G-contraction, nous obtenons plus d’information sur les attracteurs de ces systèmes de fonctions itérées. Dans le chapitre 4, nous considérons des contractions multivoques définies sur un espace de jauges muni d’un graphe. Nous prouvons un résultat de point fixe pour des fonctions multivoques qui envoient des points connexes dans des points connexes et qui satisfont une condition de contraction généralisée. Ensuite, nous étudions des systèmes infinis de fonctions itérées assujettis à un graphe orienté (H-IIFS). Nous donnons des conditions assurant l’existence d’un attracteur unique à un H-IIFS. Enfin, nous appliquons notre résultat de point fixe pour des contractions multivoques définies sur un espace de jauges muni d’un graphe pour obtenir plus d’information sur l’attracteur d’un H-IIFS. Plus précisément, nous construisons un espace de jauges muni d’un graphe G et une G-contraction appropriés tels que ses points fixes sont des sous-attracteurs du H-IIFS.

Fixed Point Decimal Multiplication Using RPS Algorithm

Decimal multiplication is an integral part of financial, commercial, and internet-based computations. A novel design for single digit decimal multiplication that reduces the critical path delay and area for an iterative multiplier is proposed in this research. The partial products are generated using single digit multipliers, and are accumulated based on a novel RPS algorithm. This design uses n single digit multipliers for an n × n multiplication. The latency for the multiplication of two n-digit Binary Coded Decimal (BCD) operands is (n + 1) cycles and a new multiplication can begin every n cycle. The accumulation of final partial products and the first iteration of partial product generation for next set of inputs are done simultaneously. This iterative decimal multiplier offers low latency and high throughput, and can be extended for decimal floating-point multiplication.

Fixed point dual carrier modulation performance for wireless USB

Dual Carrier Modulation (DCM) is currently used as the higher data rate modulation scheme for Multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing (MB-OFDM) in the ECMA-368 defined Ultra-Wideband (UWB) radio platform. ECMA-368 has been chosen as the physical radio platform for many systems including Wireless USB (W-USB), Bluetooth 3.0 and Wireless HDMI; hence ECMA-368 is an important issue to consumer electronics and the user’s experience of these products. In this paper, Log Likelihood Ratio (LLR) demapping method is used for the DCM demaper implemented in fixed point model. Channel State Information (CSI) aided scheme coupled with the band hopping information is used as the further technique to improve the DCM demapping performance. The receiver performance for the fixed point DCM is simulated in realistic multi-path environments.

NIELSEN COINCIDENCE THEORY OF FIBRE-PRESERVING MAPS AND DOLD`S FIXED POINT INDEX

Let M -> B, N -> B be fibrations and f(1), f(2): M -> N be a pair of fibre-preserving maps. Using normal bordism techniques we define an invariant which is an obstruction to deforming the pair f(1), f(2) over B to a coincidence free pair of maps. In the special case where the two fibrations axe the same and one of the maps is the identity, a weak version of our omega-invariant turns out to equal Dold`s fixed point index of fibre-preserving maps. The concepts of Reidemeister classes and Nielsen coincidence classes over B are developed. As an illustration we compute e.g. the minimal number of coincidence components for all homotopy classes of maps between S(1)-bundles over S(1) as well as their Nielsen and Reidemeister numbers.

A novel monotonic fixed-point algorithm for l1-regularized least square vector and matrix problem

Least square problem with l₁ regularization has been proposed as a promising method for sparse signal reconstruction (e.g., basis pursuit de-noising and compressed sensing) and feature selection (e.g., the Lasso algorithm) in signal processing, statistics, and related fields. These problems can be cast as l₁-regularized least-square program (LSP). In this paper, we propose a novel monotonic fixed point method to solve large-scale l₁-regularized LSP. And we also prove the stability and convergence of the proposed method. Furthermore we generalize this method to least square matrix problem and apply it in nonnegative matrix factorization (NMF). The method is illustrated on sparse signal reconstruction, partner recognition and blind source separation problems, and the method tends to convergent faster and sparser than other l₁-regularized algorithms.

Quantum entanglement and fixed point Hopf bifurcation

We present the qualitative differences in the phase transitions of the mono-mode Dicke model in its integrable and chaotic versions. These qualitative differences are shown to be connected to the degree of entanglement of the ground state correlations as measured by the linear entropy. We show that a first order phase transition occurs in the integrable case whereas a second order in the chaotic one. This difference is also reflected in the classical limit: for the integrable case the stable fixed point in phase space undergoes a Hopf type whereas the second one a pitchfork type bifurcation. The calculation of the atomic Wigner functions of the ground state follows the same trends. Moreover, strong correlations are evidenced by its negative parts. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Relating a gluon mass scale to an infrared fixed point in pure gauge QCD

The condition for the global minimum of the vacuum energy for a non-Abelian gauge theory with a dynamically generated gauge boson mass scale which implies the existence of a nontrivial IR fixed point of the theory was shown. Thus, this vacuum energy depends on the dynamical masses through the nonperturbative propagators of the theory. The results show that the freezing of the QCD coupling constant observed in the calculations can be a natural consequence of the onset of a gluon mass scale, giving strong support to their claim.

Vacuum energy and the fixed point of QED

The vacuum energy of QED, as a function of the coupling constant α, is shown to have an absolute minimum at the critical coupling αc=π/3. The effect of chiral symmetry breaking diminishes as the coupling is increased. We argue that these aspects of the vacuum energy shall remain unaltered beyond the ladder approximation.

On some Banach space constants arising in nonlinear fixed point and eigenvalue theory

[EN] As is well known, in any infinite-dimensional Banach space one may find fixed point free self-maps of the unit ball, retractions of the unit ball onto its boundary, contractions of the unit sphere, and nonzero maps without positive eigenvalues and normalized eigenvectors. In this paper, we give upper and lower estimates, or even explicit formulas, for the minimal Lipschitz constant and measure of noncompactness of such maps.

Fixed point theorems in partially ordered spaces and aplications

[ES]Recientemente, en la Teoría del punto fijo, han aparecido muchos resultados que obtienen condiciones suficientes para la existencia de un punto fijo si trabajamos con aplicaciones en un conjunto dotado de un orden parcial. Generalmente, estos resultados combinan dos teoremas del punto fijo fundamentales: el Teorema de la contracción de Banach y el Teorema de Knaster-Tarski.