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.

Production of elastic Chitosan/Chondroitin sulphate multilayer films for tissue regeneration

Membrane-like scaffolds are suitable to induce regeneration in many and different anatomic sites, such as periodontal membrane, skin, liver and cardiac tissues. In some circumstances, the films should adapt to geometrical changes of the attached tissues, such as in cardiac or blood vessel tissue engineering applications. In this context, we developed stretchable two-dimensional multilayer constructs through the assembling of two natural-based polyelectrolytes, chitosan (CHT) and chondroitin sulphate (CS), using the layer-by-layer methodology. The morphology, topography and the transparency of the films were evaluated. The in- fluence of genipin, a natural-derived cross-linker agent, was also investigated in the control of the mechanical properties of the CHT/CS films. The water uptake ability can be tailored by changing the cross-linker concentration, which influenced the young modulus and ultimate tensile strength. The maximum extension tends to decrease with the increase of genipin concentration, compromising the elastic properties of CHT/CS films: nevertheless using lower cross-linker contents, the ultimate tensile stress is similar to the films not cross-linked but exhibiting a significant higher modulus. The in vitro biological assays showed better L929 cell adhesion and proliferation when using the crosslinked membranes and confirmed the non-cytotoxicity of the CHT/CS films. The developed free-standing biomimetic multilayer could be designed to fulfill specific therapeutic requirements by tuning properties such as swelling, mechanical and biological performances.

Effective stiffness behaviour of sandwich beams under uncoupled bending and torsion loadings

Sandwich geometries, mainly in the form of panels and beams, are commonly applied in various transportation industries, such as aerospace, aeronautic and automotive. Sandwich geometries represent important advantages in structural applications, namely high specific stiffness, low weight, and possibility of design optimization prior to manufacturing. The aim of this paper is to uncover the influence of the number of reinforcements (ribs), and of the thickness on the mechanical behavior of all-metal sandwich panels subjected to uncoupled bending and torsion loadings. In this study, four geometries are compared. The orientation of the reinforcements and the effect of transversal ribs are also considered in this study. It is shown that the all the relations are non-linear, despite the elastic nature of the analysis in the Finite Element software ANSYS MECHANICAL APDL.

Contact force models for multibody dynamics

"Series: Solid mechanics and its applications, vol. 226"

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

Modelling the influence of microstructure on elastic properties and tensile damage behaviour of Mo-base silicide alloys

Mo-Si-B alloys, Real microstructures, Voronoi structures, Microstructural characterization, Modelling and finite element simulations, Effective material properties, Damage and Crack growth, tensile strength, fracture toughness

Elastic modelling of deformation twinning on the microscale

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2009

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

Line-fitting method of model order reduction for elastic multibody systems

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2015

Stability and error analysis for a numerical scheme to approximate elastic flow

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Mathematik, Univ., Dissertation, 2015

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.