Optimización en el cómputos de algoritmos de cuadratura para funciones especiales. Optimization of quadrature algorithms for special functions.

En nuestro proyecto anterior aproximamos el cálculo de una integral definida con integrandos de grandes variaciones funcionales. Nuestra aproximación paraleliza el algoritmo de cómputo de un método adaptivo de cuadratura, basado en reglas de Newton-Cote. Los primeros resultados obtenidos fueron comunicados en distintos congresos nacionales e internacionales; ellos nos permintieron comenzar con una tipificación de las reglas de cuadratura existentes y una clasificación de algunas funciones utilizadas como funciones de prueba. Estas tareas de clasificación y tipificación no las hemos finalizado, por lo que pretendemos darle continuidad a fin de poder informar sobre la conveniencia o no de utilizar nuestra técnica. Para llevar adelante esta tarea se buscará una base de funciones de prueba y se ampliará el espectro de reglas de cuadraturas a utilizar. Además, nos proponemos re-estructurar el cálculo de algunas rutinas que intervienen en el cómputo de la mínima energía de una molécula. Este programa ya existe en su versión secuencial y está modelizado utilizando la aproximación LCAO. El mismo obtiene resultados exitosos en cuanto a precisión, comparado con otras publicaciones internacionales similares, pero requiere de un tiempo de cálculo significativamente alto. Nuestra propuesta es paralelizar el algoritmo mencionado abordándolo al menos en dos niveles: 1- decidir si conviene distribuir el cálculo de una integral entre varios procesadores o si será mejor distribuir distintas integrales entre diferentes procesadores. Debemos recordar que en los entornos de arquitecturas paralelas basadas en redes (típicamente redes de área local, LAN) el tiempo que ocupa el envío de mensajes entre los procesadores es muy significativo medido en cantidad de operaciones de cálculo que un procesador puede completar. 2- de ser necesario, paralelizar el cálculo de integrales dobles y/o triples. Para el desarrollo de nuestra propuesta se desarrollarán heurísticas para verificar y construir modelos en los casos mencionados tendientes a mejorar las rutinas de cálculo ya conocidas. A la vez que se testearán los algoritmos con casos de prueba. La metodología a utilizar es la habitual en Cálculo Numérico. Con cada propuesta se requiere: a) Implementar un algoritmo de cálculo tratando de lograr versiones superadoras de las ya existentes. b) Realizar los ejercicios de comparación con las rutinas existentes para confirmar o desechar una mejor perfomance numérica. c) Realizar estudios teóricos de error vinculados al método y a la implementación. Se conformó un equipo interdisciplinario integrado por investigadores tanto de Ciencias de la Computación como de Matemática. Metas a alcanzar Se espera obtener una caracterización de las reglas de cuadratura según su efectividad, con funciones de comportamiento oscilatorio y con decaimiento exponencial, y desarrollar implementaciones computacionales adecuadas, optimizadas y basadas en arquitecturas paralelas.

Synthesis of plantwide control strategies using mixed integer optimization

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2012

Modeling, design, and optimization of radiofrequency micromechanical structures

Coupled Electromechanical Analysis, MEMS Modeling, MEMS, RF MEMS Switches, Defected Ground Structures, Reconfigurable Resonator

Optimization of radial jets mixing in cross-flow of combustion chambers using computational fluid dynamics

Cross-Flow, Radial Jets Mixing, Temperature Homogenization, Optimization, Combustion Chamber, CFD

Optimization of a procedure for emergency cooling and pressure relief for reactors with exothermal processes

Passive trip system, reactor trip, runaway reaction, batch reactor

Analysis, design, optimization and realization of compact high performance printed RF filters

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2010

Design optimization of savonius and wells turbines

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2011

Polyhedral and combinatorial aspects in optimization

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Habil.-Schr., 2012

Algorithmic assistance to the optimization process in vehicle routing problems

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2013

Flow design optimization of blood pumps considering hemolysis

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2015

Robot trajectory optimization for relaxed effective tasks

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

Sizes of linear descriptions in combinatorial optimization

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

Unconstrained optimization with MINTOOLKIT for GNU octave

The paper documents MINTOOLKIT for GNU Octave. MINTOOLKIT provides functions for minimization and numeric differentiation. The main algorithms are BFGS, LBFGS, and simulated annealing. Examples are given.

Chaotic dynamics in credit constrained emerging economies

This paper analyzes the role of financial development as a source of endogenous instability in small open economies. By assuming that firms face credit constraints, our model displays a complex dynamic behavior for intermediate values of the parameter representing the level of financial development of the economy. The basic implication of our model is that economies experiencing a process of financial development are more unstable than both very underdeveloped and very developed economies. Our instability concept means that small shocks have a persistent effect on the long run behavior of the model and also that economies can exhibit cycles with a very high period or even chaotic dynamic patterns.

Constrained school choice

Recently, several school districts in the US have adopted or consider adopting the Student-Optimal Stable Mechanism or the Top Trading Cycles Mechanism to assign children to public schools. There is clear evidence that for school districts that employ (variants of) the so-called Boston Mechanism the transition would lead to efficiency gains. The first two mechanisms are strategy-proof, but in practice student assignment procedures impede students to submit a preference list that contains all their acceptable schools. Therefore, any desirable property of the mechanisms is likely toget distorted. We study the non trivial preference revelation game where students can only declare up to a fixed number (quota) of schools to be acceptable. We focus on the stability of the Nash equilibrium outcomes. Our main results identify rather stringent necessary and sufficient conditions on the priorities to guaranteestability. This stands in sharp contrast with the Boston Mechanism which yields stable Nash equilibrium outcomes, independently of the quota. Hence, the transition to any of the two mechanisms is likely to come with a higher risk that students seek legal actionas lower priority students may occupy more preferred schools.