3-Dimensional hopf bifurcation via averaging theory

We consider the Lorenz system ẋ = σ(y - x), ẏ = rx - y - xz and ż = -bz + xy; and the Rössler system ẋ = -(y + z), ẏ = x + ay and ż = b - cz + xz. Here, we study the Hopf bifurcation which takes place at q± = (±√br - b,±√br - b, r - 1), in the Lorenz case, and at s± = (c+√c2-4ab/2, -c+√c2-4ab/2a, c±√c2-4ab/2a) in the Rössler case. As usual this Hopf bifurcation is in the sense that an one-parameter family in ε of limit cycles bifurcates from the singular point when ε = 0. Moreover, we can determine the kind of stability of these limit cycles. In fact, for both systems we can prove that all the bifurcated limit cycles in a neighborhood of the singular point are either a local attractor, or a local repeller, or they have two invariant manifolds, one stable and the other unstable, which locally are formed by two 2-dimensional cylinders. These results are proved using averaging theory. The method of studying the Hopf bifurcation using the averaging theory is relatively general and can be applied to other 3- or n-dimensional differential systems.

Born-infeld corrections to the entropy function of heterotic black holes

We use the black hole entropy function to study the effect of Born-Infeld terms on the entropy of extremal black holes in heterotic string theory in four dimensions. We find, that after adding a set of higher curvature terms to the effective action, attractor mechanism, works and Born-Infeld terms contribute to the stretching of near horizon geometry. In the α′ → 0 limit, the solutions of attractor equations for moduli, fields and the resulting entropy, are in conformity with the ones for standard two charge black holes.

Podolsky's electromagnetic theory on the null-plane

We have analyzed the null-plane canonical structure of Podolsky's electromagnetic theory. As a theory that contains higher order derivatives in the Lagrangian function, it was necessary to redefine the canonical momenta related to the field variables. We were able to find a set of first and second-class constraints, and also to derive the field equations of the system. Copyright © owned by the author(s) under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike Licence.

On stability of differential equations with piecewise constant argument using dichotomic maps

This paper deals with the study of the basic theory of existence, uniqueness and continuation of solutions of di®erential equations with piecewise constant argument. Results about asymptotic stability of the equation x(t) =-bx(t) + f(x([t])) with argu- ment [t], where [t] designates the greatest integer function, are established by means of dichotomic maps. Other example is given to illustrate the application of the method. Copyright © 2011 Watam Press.

Real-time estimation of transmission line impedance based on modal analysis theory

The objective of this paper is to show a methodology to estimate the longitudinal parameters of transmission lines. The method is based on the modal analysis theory and developed from the currents and voltages measured at the sending and receiving ends of the line. Another proposal is to estimate the line impedance in function of the real-time load apparent power and power factor. The procedure is applied for a non-transposed 440 kV three-phase line. © 2011 IEEE.

Penalty-based nonlinear solver for optimal reactive power dispatch with discrete controls

The optimal reactive dispatch problem is a nonlinear programming problem containing continuous and discrete control variables. Owing to the difficulty caused by discrete variables, this problem is usually solved assuming all variables as continuous variables, therefore the original discrete variables are rounded off to the closest discrete value. This approach may provide solutions far from optimal or even unfeasible solutions. This paper presents an efficient handling of discrete variables by penalty function so that the problem becomes continuous and differentiable. Simulations with the IEEE test systems were performed showing the efficiency of the proposed approach. © 1969-2012 IEEE.

Equivalent representation of mutual coupling in transmission lines by discrete element

This paper describes a computational model based on lumped elements for the mutual coupling between phases in transmission lines without the explicit use of modal transformation matrices. The self and mutual parameters and the coupling between phases are modeled using modal transformation techniques. The modal representation is developed from the intrinsic consideration of the modal transformation matrix and the resulting system of time-domain differential equations is described as state equations. Thus, a detailed profile ofthe currents and the voltages through the line can be easily calculated using numerical or analytical integration methods. However, the original contribution of the article is the proposal of a time-domain model without the successive phase/mode transformations and a practical implementation based on conventional electrical circuits, without the use of electromagnetic theory to model the coupling between phases. © 2003-2012 IEEE.

Ação de forças gravitacionais e não gravitacionais sobre o movimento orbital de satélites artificiais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Criptografia de chave pública, criptografia RSA

Pós-graduação em Matemática Universitária - IGCE

Controle ativo de vibrações em estruturas espaciais tipo treliças usando controladores IMSC

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Atenuação de múltiplas e compressão do pulso fonte em dados de sísmica de reflexão utilizando o filtro Kalman-Bucy

O objetivo central deste trabalho é o estudo e a aplicação do método Kalman-Bucy no processo de deconvolução ao impulso e de deconvolução com predição, onde é considerado que os dados observados são classificados como não-estacionários. Os dados utilizados neste trabalho são sintéticos e, com isto, esta Tese tem características de um exercício numérico e investigativo. O operador de deconvolução ao impulso é obtido a partir da teoria de CRUMP (1974) fazendo uso das soluções das equações Wiener-Hopf apresentadas por KALMAN-BUCY (1961) nas formas contínuas e discretas considerando o processo como não estacionário. O operador de predição (KBCP) está baseado nas teorias de CRUMP (1974) e MENDEL ET AL (1979). Sua estrutura assemelha-se ao filtro Wiener-Hopf onde os coeficientes do operador (WHLP) são obtidos através da autocorrelação, e no caso (KBCP) são obtidos a partir da função b_i(k). o problema é definido em duas etapas: a primeira consta da geração do sinal, e a segunda da sua avaliação. A deconvolução realizada aqui é classificada como estatística, e é um modelo fortemente baseado nas propriedades do sinal registrado e de sua representação. Os métodos foram aplicados apenas em dados sintéticos de seção fonte-comum obtida a partir dos modelos com interfaces contínuas e camadas homogêneas.

Interpolação de dados de campo potencial através da camada equivalente

O uso da técnica da camada equivalente na interpolação de dados de campo potencial permite levar em consideração que a anomalia, gravimétrica ou magnética, a ser interpolada é uma função harmônica. Entretanto, esta técnica tem aplicação computacional restrita aos levantamentos com pequeno número de dados, uma vez que ela exige a solução de um problema de mínimos quadrados com ordem igual a este número. Para viabilizar a aplicação da técnica da camada equivalente aos levantamentos com grande número de dados, nós desenvolvemos o conceito de observações equivalentes e o método EGTG, que, respectivamente, diminui a demanda em memória do computador e otimiza as avaliações dos produtos internos inerentes à solução dos problemas de mínimos quadrados. Basicamente, o conceito de observações equivalentes consiste em selecionar algumas observações, entre todas as observações originais, tais que o ajuste por mínimos quadrados, que ajusta as observações selecionadas, ajusta automaticamente (dentro de um critério de tolerância pré-estabelecido) todas as demais que não foram escolhidas. As observações selecionadas são denominadas observações equivalentes e as restantes são denominadas observações redundantes. Isto corresponde a partir o sistema linear original em dois sistemas lineares com ordens menores. O primeiro com apenas as observações equivalentes e o segundo apenas com as observações redundantes, de tal forma que a solução de mínimos quadrados, obtida a partir do primeiro sistema linear, é também a solução do segundo sistema. Este procedimento possibilita ajustar todos os dados amostrados usando apenas as observações equivalentes (e não todas as observações originais) o que reduz a quantidade de operações e a utilização de memória pelo computador. O método EGTG consiste, primeiramente, em identificar o produto interno como sendo uma integração discreta de uma integral analítica conhecida e, em seguida, em substituir a integração discreta pela avaliação do resultado da integral analítica. Este método deve ser aplicado quando a avaliação da integral analítica exigir menor quantidade de cálculos do que a exigida para computar a avaliação da integral discreta. Para determinar as observações equivalentes, nós desenvolvemos dois algoritmos iterativos denominados DOE e DOEg. O primeiro algoritmo identifica as observações equivalentes do sistema linear como um todo, enquanto que o segundo as identifica em subsistemas disjuntos do sistema linear original. Cada iteração do algoritmo DOEg consiste de uma aplicação do algoritmo DOE em uma partição do sistema linear original. Na interpolação, o algoritmo DOE fornece uma superfície interpoladora que ajusta todos os dados permitindo a interpolação na forma global. O algoritmo DOEg, por outro lado, otimiza a interpolação na forma local uma vez que ele emprega somente as observações equivalentes, em contraste com os algoritmos existentes para a interpolação local que empregam todas as observações. Os métodos de interpolação utilizando a técnica da camada equivalente e o método da mínima curvatura foram comparados quanto às suas capacidades de recuperar os valores verdadeiros da anomalia durante o processo de interpolação. Os testes utilizaram dados sintéticos (produzidos por modelos de fontes prismáticas) a partir dos quais os valores interpolados sobre a malha regular foram obtidos. Estes valores interpolados foram comparados com os valores teóricos, calculados a partir do modelo de fontes sobre a mesma malha, permitindo avaliar a eficiência do método de interpolação em recuperar os verdadeiros valores da anomalia. Em todos os testes realizados o método da camada equivalente recuperou mais fielmente o valor verdadeiro da anomalia do que o método da mínima curvatura. Particularmente em situações de sub-amostragem, o método da mínima curvatura se mostrou incapaz de recuperar o valor verdadeiro da anomalia nos lugares em que ela apresentou curvaturas mais pronunciadas. Para dados adquiridos em níveis diferentes o método da mínima curvatura apresentou o seu pior desempenho, ao contrário do método da camada equivalente que realizou, simultaneamente, a interpolação e o nivelamento. Utilizando o algoritmo DOE foi possível aplicar a técnica da camada equivalente na interpolação (na forma global) dos 3137 dados de anomalia ar-livre de parte do levantamento marinho Equant-2 e 4941 dados de anomalia magnética de campo total de parte do levantamento aeromagnético Carauari-Norte. Os números de observações equivalentes identificados em cada caso foram, respectivamente, iguais a 294 e 299. Utilizando o algoritmo DOEg nós otimizamos a interpolação (na forma local) da totalidade dos dados de ambos os levantamentos citados. Todas as interpolações realizadas não seriam possíveis sem a aplicação do conceito de observações equivalentes. A proporção entre o tempo de CPU (rodando os programas no mesmo espaço de memória) gasto pelo método da mínima curvatura e pela camada equivalente (interpolação global) foi de 1:31. Esta razão para a interpolação local foi praticamente de 1:1.

Detecção de refletores sísmicos por rede neural discreta

As redes neurais artificiais têm provado serem uma poderosa técnica na resolução de uma grande variedade de problemas de otimização. Nesta dissertação é desenvolvida uma nova rede neural, tipo recorrente, sem realimentação (self-feedback loops) e sem neurônios ocultos, para o processamento do sinal sísmico, para fornecer a posição temporal, a polaridade e as amplitudes estimadas dos refletores sísmicos, representadas pelos seus coeficientes de reflexão. A principal característica dessa nova rede neural consiste no tipo de função de ativação utilizada, a qual permite três possíveis estados para o neurônio. Busca-se estimar a posição dos refletores sísmicos e reproduzir as verdadeiras polaridades desses refletores. A idéia básica desse novo tipo de rede, aqui denominada rede neural discreta (RND), é relacionar uma função objeto, que descreve o problema geofísico, com a função de Liapunov, que descreve a dinâmica da rede neural. Deste modo, a dinâmica da rede leva a uma minimização local da sua função de Liapunov e consequentemente leva a uma minimização da função objeto. Assim, com uma codificação conveniente do sinal de saída da rede tem-se uma solução do problema geofísico. A avaliação operacional da arquitetura desta rede neural artificial é realizada em dados sintéticos gerados através do modelo convolucional simples e da teoria do raio. A razão é para explicar o comportamento da rede com dados contaminados por ruído, e diante de pulsos fonte de fases mínima, máxima e misturada.

Aeroelastic stability analysis using linear matrix inequalities

The present work describes an alternative methodology for identification of aeroelastic stability in a range of varying parameters. Analysis is performed in time domain based on Lyapunov stability and solved by convex optimization algorithms. The theory is outlined and simulations are carried out on a benchmark system to illustrate the method. The classical methodology with the analysis of the system's eigenvalues is presented for comparing the results and validating the approach. The aeroelastic model is represented in state space format and the unsteady aerodynamic forces are written in time domain using rational function approximation. The problem is formulated as a polytopic differential inclusion system and the conceptual idea can be used in two different applications. In the first application the method verifies the aeroelastic stability in a range of air density (or its equivalent altitude range). In the second one, the stability is verified for a rage of velocities. These analyses are in contrast to the classical discrete analysis performed at fixed air density/velocity values. It is shown that this method is efficient to identify stability regions in the flight envelope and it offers promise for robust flutter identification.

Tepoxalin on renal function and liver enzymes in cats exposed to hypotension with isoflurane

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)