Atenuação de múltiplas pelo método WHLP-CRS

Nas bacias sedimentares da região Amazônica, a geração e o acúmulo de hidrocarboneto estão relacionados com a presença das soleiras de diabásio. Estas rochas magmáticas intrusivas possuem grandes contrastes de impedância com as rochas sedimentares encaixantes, resultando em múltiplas externas e internas, com amplitudes semelhantes às das reflexões sísmicas primárias. Estas múltiplas podem predominar sobre as informações oriundas de interfaces mais profundas, dificultando o processamento, a interpretação e o imageamento da seção de sísmica. O objetivo da presente tese é realizar a atenuação de múltiplas em seções sintéticas fontecomum (CS), através da combinação dos métodos Wiener-Hopf-Levinson de predição (WHLP) e o do empilhamento superfície-de-reflexão-comum (CRS), aqui denominando pela sigla WHLPCRS. O operador de deconvolução é calculado com as amplitudes reais do sinal sísmico e traço-a-traço, o que consideramos como uma melhor eficiência para a operação de atenuação. A identificação das múltiplas é feita na seção de afastamento-nulo (AN) simulada com o empilhamento CRS, utilizando o critério da periodicidade entre primária e suas múltiplas. Os atributos da frente de onda, obtidos através do empilhamento CRS, são utilizados na definição de janelas móveis no domínio tempo-espaço, e usados para calcular o operador WHLP-CRS. No desenvolvimento do presente trabalho, visamos evitar a inconveniência da seção processada ZO; desenhar e aplicar operadores na configuração CS; e estender o método WHL para camadas curvas.

Comparação dos filtros de velocidade e do operador WHLP-CRS na atenuação de múltiplas

A motivação geológica deste trabalho reside no imageamento de estruturas de bacias sedimentares da região Amazônica, onde a geração e o acúmulo de hidrocarboneto estão relacionados com a presença de soleiras de diabásio. A motivação sísmica reside no fato de que essas rochas intrusivas possuem grandes contrastes de impedância com a rocha encaixante, o que resulta em múltiplas, externas e internas, com amplitudes semelhantes as das primárias. O sinal sísmico das múltiplas podem predominar sobre o sinal das reflexões primárias oriundas de interfaces mais profundas, o que pode dificultar o processamento, a interpretação e o imageamento da seção sísmica temporal. Neste trabalho, estudamos a atenuação de múltiplas em seções sintéticas fonte-comum (FC) através da comparação de dois métodos. O primeiro método resulta da combinação das técnicas Wiener-Hopf-Levinson de predição (WHLP) e o de empilhamento superfície-de-reflexão-comum (CRS), e denominando WHLP-CRS, onde o operador é desenhado exclusivamente no domínio do tempo-espaço. O segundo método utilizado é o filtro de velocidade (ω-k) aplicado após o empilhamento superfície-de-reflexão (CRS), onde o operador é desenhado exclusivamente no domínio bidimensional de freqüência temporal-espacial. A identificação das múltiplas é feita na seção de afastamento-nulo (AN) simulada com o empilhamento CRS, e utiliza o critério da periodicidade entre primária e suas múltiplas. Os atributos da frente de onda, obtidos através do empilhamento CRS, são utilizados na definição de janelas móveis no domínio tempo-espaço, que são usadas para calcular o operador WHLP-CRS. O cálculo do filtroω-k é realizado no domínio da freqüência temporal-espacial, onde os eventos são selecionados para corte ou passagem. O filtro (ω-k) é classificado como filtro de corte, com alteração de amplitude, mas não de fase, e limites práticos são impostos pela amostragem tempo-espaço. Em termos práticos, concluímos que, para o caso de múltiplas, os eventos separados no domínio x-t não necessariamente se separam no domínio ω-k, o que dificulta o desenho de um operador ω-k semelhante em performance ao operador x-t.

Filtros otimizados para transformadas seno, co-seno e de Hankel j0, j1 e j2

Apresentamos dois algoritmos automáticos, os quais se utilizam do método dos mínimos quadrados de Wiener-Hopf, para o cálculo de filtros lineares digitais para as transformadas seno, co-seno e de Hankel J₀, J₁ e J₂. O primeiro, que otimiza os parâmetros: incremento das abscissas, abscissa inicial e o fator de deslocamento utilizados para os cálculos dos coeficientes dos filtros lineares digitais que são aferidos através de transformadas co-seno, seno e o segundo, que otimiza os parâmetros: incremento das abscissas e abscissa inicial utilizados para os cálculos dos coeficientes dos filtros lineares digitais que são aferidos através de transformadas de Hankel J₀, J₁ e J₂. Esses algoritmos levaram às propostas de novos filtros lineares digitais de 19, 30 e 40 pontos para as transformadas co-seno e seno e de novos filtros otimizados de 37 , 27 e 19 pontos para as transformadas J₀, J₁ e J₂, respectivamente. O desempenho dos novos filtros em relação aos filtros existentes na literatura geofísica é avaliado usando-se um modelo geofísico constituído por dois semi-espaços. Como fonte usou-se uma linha infinita de corrente entre os semi-espaços originando, desta forma, transformadas co-seno e seno. Verificou-se melhores desempenhos na maioria das simulações usando o novo filtro co-seno de 19 pontos em relação às simulações usando o filtro co-seno de 19 pontos existente na literatura. Verificou-se também a equivalência de desempenhos nas simulações usando o novo filtro seno de 19 pontos em relação às simulações usando o filtro seno de 20 pontos existente na literatura. Adicionalmente usou-se também como fonte um dipolo magnético vertical entre os semi-espaços originando desta forma, transformadas J₀ e J₁, verificando-se melhores desempenhos na maioria das simulações usando o novo filtro J₁ de 27 pontos em relação ao filtro J₁ de 47 pontos existente na literatura. Verificou-se também a equivalência de desempenhos na maioria das simulações usando o novo filtro J₀ de 37 pontos em relação ao filtro J₀ de 61 pontos existente na literatura. Usou-se também como fonte um dipolo magnético horizontal entre os semi-espaços, verificando-se um desempenho análogo ao que foi descrito anteriormente dos novos filtros de 37 e 27 pontos para as respectivas transformadas J₀ e J₁ em relação aos filtros de 61 e 47 pontos existentes na literatura, destas respectivas transformadas. Finalmente verificou-se a equivalência de desempenhos entre os novos filtros J₀ de 37 pontos e J₁ de 27 pontos em relação aos filtros de 61 e 47 pontos existentes na literatura destas transformadas, respectivamente, quando aplicados em modelos de sondagens elétricas verticais (Wenner e Schlumberger). A maioria dos nossos filtros contêm poucos coeficientes quando comparados àqueles geralmente usados na geofísica. Este aspecto é muito importante porque transformadas utilizando filtros lineares digitais são usadas maciçamente em problemas numéricos geofísicos.

A Perturbed Iterative Method for a General Class of Variational Inequalities

The generalized Wiener-Hopf equation and the approximation methods are used to propose a perturbed iterative method to compute the solutions of a general class of nonlinear variational inequalities.

Hopf bifurcation in the full repressilator equations

In this paper, we prove that the full repressilator equations in dimension six undergo a supercritical Hopf bifurcation.

Bending of stochastic Kirchhoff plates on Winkler foundations via the Galerkin method and the Askey-Wiener scheme

In this paper, the method of Galerkin and the Askey-Wiener scheme are used to obtain approximate solutions to the stochastic displacement response of Kirchhoff plates with uncertain parameters. Theoretical and numerical results are presented. The Lax-Milgram lemma is used to express the conditions for existence and uniqueness of the solution. Uncertainties in plate and foundation stiffness are modeled by respecting these conditions, hence using Legendre polynomials indexed in uniform random variables. The space of approximate solutions is built using results of density between the space of continuous functions and Sobolev spaces. Approximate Galerkin solutions are compared with results of Monte Carlo simulation, in terms of first and second order moments and in terms of histograms of the displacement response. Numerical results for two example problems show very fast convergence to the exact solution, at excellent accuracies. The Askey-Wiener Galerkin scheme developed herein is able to reproduce the histogram of the displacement response. The scheme is shown to be a theoretically sound and efficient method for the solution of stochastic problems in engineering. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The composite Euler method for stiff stochastic differential equations

In this paper we present the composite Euler method for the strong solution of stochastic differential equations driven by d-dimensional Wiener processes. This method is a combination of the semi-implicit Euler method and the implicit Euler method. At each step either the semi-implicit Euler method or the implicit Euler method is used in order to obtain better stability properties. We give criteria for selecting the semi-implicit Euler method or the implicit Euler method. For the linear test equation, the convergence properties of the composite Euler method depend on the criteria for selecting the methods. Numerical results suggest that the convergence properties of the composite Euler method applied to nonlinear SDEs is the same as those applied to linear equations. The stability properties of the composite Euler method are shown to be far superior to those of the Euler methods, and numerical results show that the composite Euler method is a very promising method. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Variance reduction methods for simulation of densities on Wiener space

We develop a general error analysis framework for the Monte Carlo simulationof densities for functionals in Wiener space. We also study variancereduction methods with the help of Malliavin derivatives. For this, wegive some general heuristic principles which are applied to diffusionprocesses. A comparison with kernel density estimates is made.

Renewal equations for option pricing

In this paper we will develop a methodology for obtaining pricing expressions for financial instruments whose underlying asset can be described through a simple continuous-time random walk (CTRW) market model. Our approach is very natural to the issue because it is based in the use of renewal equations, and therefore it enhances the potential use of CTRW techniques in finance. We solve these equations for typical contract specifications, in a particular but exemplifying case. We also show how a formal general solution can be found for more exotic derivatives, and we compare prices for alternative models of the underlying. Finally, we recover the celebrated results for the Wiener process under certain limits.

Anticipating linear stochastic differential equations driven by a Lévy process

In this paper we study the existence of a unique solution for linear stochastic differential equations driven by a Lévy process, where the initial condition and the coefficients are random and not necessarily adapted to the underlying filtration. Towards this end, we extend the method based on Girsanov transformations on Wiener space and developped by Buckdahn [7] to the canonical Lévy space, which is introduced in [25].

The Navier-Stokes Equations with Time Delay

In the present paper we use a time delay epsilon > 0 for an energy conserving approximation of the nonlinear term of the non-stationary Navier-Stokes equations. We prove that the corresponding initial value problem (N_epsilon)in smoothly bounded domains G \subseteq R^3 is well-posed. Passing to the limit epsilon \rightarrow 0 we show that the sequence of stabilized solutions has an accumulation point such that it solves the Navier-Stokes problem (N_0) in a weak sense (Hopf).

Invariants of binary differential equations

In this paper, we study binary differential equations a(x, y)dy (2) + 2b(x, y) dx dy + c(x, y)dx (2) = 0, where a, b, and c are real analytic functions. Following the geometric approach of Bruce and Tari in their work on multiplicity of implicit differential equations, we introduce a definition of the index for this class of equations that coincides with the classical Hopf`s definition for positive binary differential equations. Our results also apply to implicit differential equations F(x, y, p) = 0, where F is an analytic function, p = dy/dx, F (p) = 0, and F (pp) not equal aEuro parts per thousand 0 at the singular point. For these equations, we relate the index of the equation at the singular point with the index of the gradient of F and index of the 1-form omega = dy -aEuro parts per thousand pdx defined on the singular surface F = 0.

Cascades of Hopf bifurcations from boundary delay

We consider a 1-dimensional reaction-diffusion equation with nonlinear boundary conditions of logistic type with delay. We deal with non-negative solutions and analyze the stability behavior of its unique positive equilibrium solution, which is given by the constant function u equivalent to 1. We show that if the delay is small, this equilibrium solution is asymptotically stable, similar as in the case without delay. We also show that, as the delay goes to infinity, this equilibrium becomes unstable and undergoes a cascade of Hopf bifurcations. The structure of this cascade will depend on the parameters appearing in the equation. This equation shows some dynamical behavior that differs from the case where the nonlinearity with delay is in the interior of the domain. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

ON THE SUPERCRITICALITY OF THE FIRST HOPF BIFURCATION IN A DELAY BOUNDARY PROBLEM

The goal of this paper is to analyze the character of the first Hopf bifurcation (subcritical versus supercritical) that appears in a one-dimensional reaction-diffusion equation with nonlinear boundary conditions of logistic type with delay. We showed in the previous work [Arrieta et al., 2010] that if the delay is small, the unique non-negative equilibrium solution is asymptotically stable. We also showed that, as the delay increases and crosses certain critical value, this equilibrium becomes unstable and undergoes a Hopf bifurcation. This bifurcation is the first one of a cascade occurring as the delay goes to infinity. The structure of this cascade will depend on the parameters appearing in the equation. In this paper, we show that the first bifurcation that occurs is supercritical, that is, when the parameter is bigger than the delay bifurcation value, stable periodic orbits branch off from the constant equilibrium.