Analysis of efficiency and rationality in a sugar-alcohol mill using hyperboloid a-load and potency

Brazil is the world's largest producer of sugar cane and which in the state of São Paulo concentrate the greatest amount of sugar cane field of the country. The sugar-alcohol sector has the capacity to produce sufficient thermal and electrical energy to be used in their process of production and commercialize of surplus in electricity distribution network. Therefore it is necessary to evaluate the energy efficiency and rationality within the mill. Accordingly this research proposed analyze the sugar-alcohol mill's sectors globally and individually, located in the west center of the São Paulo state, using the valuation methodology employed by the Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) in the industries that do not have systems of cogeneration. In this analysis, the hyperboloids of load and potency were applied based on the indexes of potency factor and load factor that allow estimate the efficiency and rationality. © 2013 IEEE.

Investigation of the Impact of Dual-Lane Axle Spacing on Lateral Load Distribution, 2016

The spacing of adjacent wheel lines of dual-lane loads induces different lateral live load distributions on bridges, which cannot be determined using the current American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) Load and Resistance Factor Design (LRFD) or Load Factor Design (LFD) equations for vehicles with standard axle configurations. Current Iowa law requires dual-lane loads to meet a five-foot requirement, the adequacy of which needs to be verified. To improve the state policy and AASHTO code specifications, it is necessary to understand the actual effects of wheel-line spacing on lateral load distribution. The main objective of this research was to investigate the impact of the wheel-line spacing of dual-lane loads on the lateral load distribution on bridges. To achieve this objective, a numerical evaluation using two-dimensional linear elastic finite element (FE) models was performed. For simulation purposes, 20 prestressed-concrete bridges, 20 steel bridges, and 20 slab bridges were randomly sampled from the Iowa bridge database. Based on the FE results, the load distribution factors (LDFs) of the concrete and steel bridges and the equivalent lengths of the slab bridges were derived. To investigate the variations of LDFs, a total of 22 types of single-axle four-wheel-line dual-lane loads were taken into account with configurations consisting of combinations of various interior and exterior wheel-line spacing. The corresponding moment and shear LDFs and equivalent widths were also derived using the AASHTO equations and the adequacy of the Iowa DOT five-foot requirement was evaluated. Finally, the axle weight limits per lane for different dual-lane load types were further calculated and recommended to complement the current Iowa Department of Transportation (DOT) policy and AASHTO code specifications.

Good deals in markets with frictions

This paper studies a portfolio choice problem such that the pricing rule may incorporate transaction costs and the risk measure is coherent and expectation bounded. We will prove the necessity of dealing with pricing rules such that there exists an essentially bounded stochastic discount factor, which must be also bounded from below by a strictly positive value. Otherwise good deals will be available to traders, i.e., depending on the selected risk measure, investors can build portfolios whose (risk, return) will be as close as desired to (−infinity, infinity) or (0, infinity). This pathologic property still holds for vector risk measures (i.e., if we minimize a vector valued function whose components are risk measures). It is worthwhile to point out that essentially bounded stochastic discount factors are not usual in financial literature. In particular, the most famous frictionless, complete and arbitrage free pricing models imply the existence of good deals for every coherent and expectation bounded (scalar or vector) measure of risk, and the incorporation of transaction costs will not guarantee the solution of this caveat.

Survey and dynamic behaviour of the Our Lady of Conception Church, Portugal

The Our Lady of Conception church is located in village of Monforte (Portugal) and is not in use nowadays. The church presents structural damage and, consequently, a study was carried out. The study involved the survey of the damage, dynamic identification tests under ambient vibration and the numerical analysis. The church is constituted by the central nave, the chancel, the sacristy and the corridor to access the pulpit. The masonry walls present different thickness, namely 0.65 m in the chancel, 0.70 m in the sacristy, 0.92 in the central nave and 0.65 m in the corridor. The masonry walls present 8 buttresses with different dimensions. The total longitudinal and transversal dimensions of the church are equal to 21.10 m and 14.26 m, respectively. The survey of the damage showed that, in general, the masonry walls are in good conditions, with exception of the transversal walls of the nave, which present severe cracks. The arches of the vault presents also severe cracks along the central nave. As consequence, the infiltrations have increased the degradation of the vault and paintings. Furthermore, the foundations present settlements in the Southwest direction. The dynamic identification test were carried out under the action of ambient excitation of the wind and using 12 piezoelectric accelerometers of high sensitivity. The dynamic identification tests allowed to estimate the dynamic properties of the church, namely frequencies, mode shapes and damping ratios. A FEM numerical model was prepared and calibrated, based on the first four experimental modes estimated in the dynamic identification tests. The average error between the experimental and numerical frequencies of the first four modes is equal to 5%. After calibration of the numerical model, pushover analyses with a load pattern proportional to the mass, in the transversal and longitudinal direction of the church, were performed. The results of the analysis numerical allow to conclude that the most vulnerable direction of the church is in the transversal one and the maximum load factor is equal to 0.35.

Estudo da cabeceira da Sé do Porto

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Civil

Three essays on the psychology of investment and financial markets

Préface My thesis consists of three essays where I consider equilibrium asset prices and investment strategies when the market is likely to experience crashes and possibly sharp windfalls. Although each part is written as an independent and self contained article, the papers share a common behavioral approach in representing investors preferences regarding to extremal returns. Investors utility is defined over their relative performance rather than over their final wealth position, a method first proposed by Markowitz (1952b) and by Kahneman and Tversky (1979), that I extend to incorporate preferences over extremal outcomes. With the failure of the traditional expected utility models in reproducing the observed stylized features of financial markets, the Prospect theory of Kahneman and Tversky (1979) offered the first significant alternative to the expected utility paradigm by considering that people focus on gains and losses rather than on final positions. Under this setting, Barberis, Huang, and Santos (2000) and McQueen and Vorkink (2004) were able to build a representative agent optimization model which solution reproduced some of the observed risk premium and excess volatility. The research in behavioral finance is relatively new and its potential still to explore. The three essays composing my thesis propose to use and extend this setting to study investors behavior and investment strategies in a market where crashes and sharp windfalls are likely to occur. In the first paper, the preferences of a representative agent, relative to time varying positive and negative extremal thresholds are modelled and estimated. A new utility function that conciliates between expected utility maximization and tail-related performance measures is proposed. The model estimation shows that the representative agent preferences reveals a significant level of crash aversion and lottery-pursuit. Assuming a single risky asset economy the proposed specification is able to reproduce some of the distributional features exhibited by financial return series. The second part proposes and illustrates a preference-based asset allocation model taking into account investors crash aversion. Using the skewed t distribution, optimal allocations are characterized as a resulting tradeoff between the distribution four moments. The specification highlights the preference for odd moments and the aversion for even moments. Qualitatively, optimal portfolios are analyzed in terms of firm characteristics and in a setting that reflects real-time asset allocation, a systematic over-performance is obtained compared to the aggregate stock market. Finally, in my third article, dynamic option-based investment strategies are derived and illustrated for investors presenting downside loss aversion. The problem is solved in closed form when the stock market exhibits stochastic volatility and jumps. The specification of downside loss averse utility functions allows corresponding terminal wealth profiles to be expressed as options on the stochastic discount factor contingent on the loss aversion level. Therefore dynamic strategies reduce to the replicating portfolio using exchange traded and well selected options, and the risky stock.

A unifying approach to the empirical evaluation of asset pricing models

Two main approaches are commonly used to empirically evaluate linear factor pricingmodels: regression and SDF methods, with centred and uncentred versions of the latter.We show that unlike standard two-step or iterated GMM procedures, single-step estimatorssuch as continuously updated GMM yield numerically identical values for prices of risk,pricing errors, Jensen s alphas and overidentifying restrictions tests irrespective of the modelvalidity. Therefore, there is arguably a single approach regardless of the factors being tradedor not, or the use of excess or gross returns. We illustrate our results by revisiting Lustigand Verdelhan s (2007) empirical analysis of currency returns.

Duality in mean-variance frontiers with conditioning information

Portfolio and stochastic discount factor (SDF) frontiers are usually regarded as dual objects, and researchers sometimes use one to answer questions about the other. However, the introduction of conditioning information and active portfolio strategies alters this relationship. For instance, the unconditional portfolio frontier in Hansen and Richard (1987) is not dual to the unconditional SDF frontier in Gallant, Hansen and Tauchen (1990). We characterise the dual objects to those frontiers, and relate them to the frontiers generated with managed portfolios, which are commonly used in empirical work. We also study the implications of a safe asset and other special cases.

Empirical Tests of Asset Pricing Models in Finnish Stock Market

Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää mitkä riskitekijät vaikuttavat osakkeiden tuottoihin. Arvopapereina käytetään kuutta portfoliota, jotka ovat jaoteltu markkina-arvon mukaan. Aikaperiodi on vuoden 1987 alusta vuoden 2004 loppuun. Malleina käytetään pääomamarkkinoiden hinnoittelumallia, arbitraasihinnoitteluteoriaa sekä kulutuspohjaista pääomamarkkinoiden hinnoittelumallia. Riskifaktoreina kahteen ensimmäiseen malliin käytetään markkinariskiä sekä makrotaloudellisia riskitekijöitä. Kulutuspohjaiseen pääomamarkkinoiden hinnoinoittelumallissa keskitytään estimoimaan kuluttajien riskitottumuksia sekä diskonttaustekijää, jolla kuluttaja arvostavat tulevaisuuden kulutusta. Tämä työ esittelee momenttiteorian, jolla pystymme estimoimaan lineaarisia sekä epälineaarisia yhtälöitä. Käytämme tätä menetelmää testaamissamme malleissa. Yhteenvetona tuloksista voidaan sanoa, että markkinabeeta onedelleen tärkein riskitekijä, mutta löydämme myös tukea makrotaloudellisille riskitekijöille. Kulutuspohjainen mallimme toimii melko hyvin antaen teoreettisesti hyväksyttäviä arvoja.

Kuulakekoreaktorin sähköntuotantokustannusten arviointi

Tässä työssä selvitettiin heliumjäähdytteisellä kuulakekoreaktorilla tuotetun sähkön hinnan muodostumista. Saatuja tuloksia vertailtiin hiilidioksidin erotuksen savukaasuista mahdollistavilla laitteilla varustettuihin hiili- ja maakaasuvoimalaitoksiin sekä kevytvesitekniikalla toteutettuun ydinvoimalaan. Työssä käytiin lyhyesti läpi kuulakekoreaktorin tekniikkaa ja mahdollisia sovelluskohteita, joissa voidaan käyttää hyväksi reaktorin jäähdytteen korkeaa lämpötilaa. Kuulakekoreaktorin kustannustietoja arvioitiin eri lähteissä esitettyjen lukujen perusteella. Ominaisinvestointikustannukseksi saatiin 1722 €/kWe. Sähköntuotannon polttoainekustannukseksi laskettiin 5,4 €/MWh ja käyttö- ja kunnossapito-kustannuksina käytettiin 7 €/MWh. Laitoksen sähköntuotantokustannusten laskenta suoritettiin annuiteettimenetelmällä käyttäen 5 % reaalikorkoa ja 40 vuoden taloudellista pitoaikaa sekä 90 % käyttökerrointa. Laskuissa käytettiin vuoden 2002 hintatasoa. Laskelmien perusteella kuulakekoreaktorin sähköntuotantokustannukseksi saatiin 25,1 €/MWh. Tämän todettiin olevan samalla tasolla kuin kevytvesireaktorilla tuotetun sähkön hinta. Hiilidioksidin erotuslaitteilla varustetun hiilivoimalaitoksen sähköntuotantokustannukseksi saatiin 44,0 €/MWh ja maakaasukombivoimalaitoksen 36,3 €/MWh.

Sähkön tuotantokustannusvertailu

Työssä vertaillaan eri sähköntuotantovaihtoehtojen taloudellista kannattavuutta. Kannattavuusvertailu suoritetaan pelkkää sähköä tuottaville voimalaitoksille. Sähkön ja lämmön yhteistuotannon lisärakentaminen tulee kattamaan tietyn osuuden lähitulevaisuuden sähkön hankinnan vajeesta, mutta sen lisäksi tarvitaan myös uutta lauhdetuotantokapasiteettia. Tutkittavat voimalaitostyypit ovat: ydinvoimalaitos, maakaasukombilauhdevoimalaitos, kivihiililauhdevoimalaitos, turvelauhdevoimalaitos, puulauhdevoimalaitos ja tuulivoimala. Kannattavuustarkastelu suoritetaan annuiteettimenetelmällä käyttäen 5 % reaalikorkoa ja tammikuun 2008 hintatasoa. Laskelmien perusteella 8000 tunnin huipunkäyttöajalla ydinsähkön tuotantokustannus olisi 35,0 € /MWh, kaasusähkön 59,2 €/MWh ja hiilisähkön 64,4 €/MWh, kun hiilidioksidipäästöoikeuden hintana käytetään 23 €/t. Ilman päästökauppaa kaasusähkön hinta on 51,2 €/MWh ja hiilisähkön 45,7 €/MWh ydinsähkön hinnan pysyessä ennallaan. Herkkyystarkastelun tulosten perusteella ydinvoiman kilpailukyky korostuu muihin tarkasteltuihin tuotantomuotoihin verrattuna. Ydinpolttoaineen suurellakaan hinnan muutoksella ei ole merkittävää vaikutusta ydinsähkön tuotantokustannukseen, kun taas maakaasusähkö on erittäin riippuvainen polttoaineen hinnasta. Myös päästöoikeuden hinnan kasvu lisää merkittävästi ydinvoiman kilpailukykyä kaasu- ja hiilisähköön verrattuna. Ydinvoimainvestoinnin kannattavuutta ja takaisinmaksua tarkastellaan myös yksinään siten, että investoinnilla saavutettavien tuottojen laskennassa käytetään useita eri sähkön markkinahintoja. Investoinnin kannattavuus on erittäin hyvä, kun sähkön markkinahinta on 50 €/MWh tai suurempi.

Comparison of electricity generation costs

The economical competitiveness of various power plant alternatives is compared. The comparison comprises merely electricity producing power plants. Combined heat and power (CHP) producing power will cover part of the future power deficit in Finland, but also condensing power plants for base load production will be needed. The following types of power plants are studied: nuclear power plant, combined cycle gas turbine plant, coal-fired condensing power plant, peat-fired condensing power plant, wood-fired condensing power plant and wind power plant. The calculations are carried out by using the annuity method with a real interest rate of 5 % per annum and with a fixed price level as of January 2008. With the annual peak load utilization time of 8000 hours (corresponding to a load factor of 91,3 %) the production costs would be for nuclear electricity 35,0 €/MWh, for gas based electricity 59,2 €/MWh and for coal based electricity 64,4 €/MWh, when using a price of 23 €/tonCO2 for the carbon dioxide emission trading. Without emission trading the production cost of gas electricity is 51,2 €/MWh and that of coal electricity 45,7 €/MWh and nuclear remains the same (35,0 €/MWh) In order to study the impact of changes in the input data, a sensitivity analysis has been carried out. It reveals that the advantage of the nuclear power is quite clear. E.g. the nuclear electricity is rather insensitive to the changes of nuclear fuel price, whereas for natural gas alternative the rising trend of gas price causes the greatest risk. Furthermore, increase of emission trading price improves the competitiveness of the nuclear alternative. The competitiveness and payback of the nuclear power investment is studied also as such by using various electricity market prices for determining the revenues generated by the investment. The profitability of the investment is excellent, if the market price of electricity is 50 €/MWh or more.

Operointialueen huomioiminen risteilylaivan sähkötaseessa

Kiristyvät päästörajoitukset ja muuttuvat säädökset ovat muokanneet laivanrakennusalaa energiatehokkaampaan ja ympäristöystävällisempään suuntaan. Energiatehokkuutta tutkitaan yksittäisistä laiteratkaisuista laivan operointitasolle asti. Tämä työ on tehty osana STX Finland Oy:n laivojen energiatehokkuuden tutkimusta. Työn tarkoituksena oli uudistaa laivojen sähkötaseen laskennassa käytettyjä kuormitustaulukoita ja kehittää operointialueen vaikutuksia huomioiva laskentamenetelmä. Uudistuksen taustalla oli tieto operointialueiden ympäristöolosuhteiden vaikutuksista sähkönkulutukseen ja työn tarkoituksena oli mahdollistaa suunnittelun myöhäisemmässä vaiheessa tehtävä operointialuekohtainen sähkönkulutustarkastelu. Sähkötaseen laskenta haluttiin vastaamaan enemmän todellista sähkönkulutusta. Aikaisemmin käytetystä mitoitusperusteisesta laskennasta haluttiin siirtyä todellisempien kuormien arviointiin laitteiden ja muuntajien turhan ylimitoituksen poistamiseksi. Kuormitustaulukoiden toimintaa yksinkertaistettiin ja taulukoista tehtiin helpommin mukautuvia, jotta erilaisten operointitilanteiden vertailu olisi mahdollista. Perinteisen taselaskennan rinnalle kehitettiin operointialueiden vaikutuksia huomioivat laskentataulukot. Uudet taulukot huomioivat komponenttien sähkönkulutuksen prosentuaalisen muutoksen operointialueittain sekä yksilöllisesti että kulutusryhmittäin. Laskentataulukoiden yhteyteen tehtiin kuvaajat havainnollistamaan alueittaisia kulutuseroja.

Sähkön tuotantokustannusvertailu

Työssä vertaillaan eri sähköntuotantovaihtoehtojen taloudellista kannattavuutta. Kannattavuusvertailu suoritetaan pelkkää sähköä tuottaville voimalaitoksille. Raportti on jatkoa aikaisemmille tutkimuksille, joista viimeisin julkaistiin 2008. Tutkittavat voimalaitostyypit ovat: ydinvoimalaitos, maakaasukombilauhdevoimalaitos, kivihiililauhdevoimalaitos, turvelauhdevoimalaitos, puulauhdevoimalaitos, tuulivoimala ja uutena aurinkovoimala. Kannattavuustarkastelu suoritetaan annuiteettimenetelmällä käyttäen 5 % reaalikorkoa ja maaliskuun 2012 hintatasoa. Laskelmien perusteella 8000 tunnin huipunkäyttöajalla ydinsähkön tuotantokustannus, kun laitos rakennetaan olemassaolevalle tontille olisi 43,7 €/MWh, täysin uuden ydinvoimalaitoksen 57,9 €/MWh, kaasusähkön 75,4 €/MWh, turvelauhteen 75,4 €/MWh ja hiilisähkön hiilidioksidin talteenotolla 64,4 €/MWh, kun hiilidioksidipäästöoikeuden hintana käytetään 23 €/t. Vastaavasti uusiutuvista puupolttoainelauhdesähkön tuotantokustannus olisi 70,2 €/MWh kun taas 2200 tunnin huipunkäyttöajalla maalla sijaitsevan tuulivoimalaitoksen sähkön tuotantokustannus 52,7 €/MWh ja merellä sijaitsevan tuulivoimalaitoksen 76,8 €/MWh. Erillistarkastelussa arvioitiin suurien keskittävää teknologiaa käyttävän aurinko-voimalaitoksen tuotantokustannuksen ylittävän 100 €/MWh ollen todennäköisesti lähempänä 150 €/MWh. Arvio piensähkön tuotantokustannuksista aurinkosähköisillä paneeleilla vaihtelee 90 – 130 €/MWh. Merkittävin kustannussäästö syntyy, jos aurinkosähköpaketteja voidaan tarjota kuluttajalle kokonaistoimituksena avaimet käteen. Aurinkosähkön tuottaminen kotikeräimillä näyttääkin olevan vaiheessa, jossa se on selkeästi pienkäyttäjälle edullista mikäli sijoitettava pääoma 6000 – 18000 € ei vaadi ulkopuolista rahoitusta.

Asymmetric Smiles, Leverage Effects and Structural Parameters.

In this paper, we characterize the asymmetries of the smile through multiple leverage effects in a stochastic dynamic asset pricing framework. The dependence between price movements and future volatility is introduced through a set of latent state variables. These latent variables can capture not only the volatility risk and the interest rate risk which potentially affect option prices, but also any kind of correlation risk and jump risk. The standard financial leverage effect is produced by a cross-correlation effect between the state variables which enter into the stochastic volatility process of the stock price and the stock price process itself. However, we provide a more general framework where asymmetric implied volatility curves result from any source of instantaneous correlation between the state variables and either the return on the stock or the stochastic discount factor. In order to draw the shapes of the implied volatility curves generated by a model with latent variables, we specify an equilibrium-based stochastic discount factor with time non-separable preferences. When we calibrate this model to empirically reasonable values of the parameters, we are able to reproduce the various types of implied volatility curves inferred from option market data.