Numerical schemes of diffusion asymptotics and moment closures for kinetic equations

We investigate different models that are intended to describe the small mean free path regime of a kinetic equation, a particular attention being paid to the moment closure by entropy minimization. We introduce a specific asymptotic-induced numerical strategy which is able to treat the stiff terms of the asymptotic diffusive regime. We evaluate on numerics the performances of the method and the abilities of the reduced models to capture the main features of the full kinetic equation.

Contractive probability metrics and asymptotic behavior of dissipative kinetic equations

The present notes are intended to present a detailed review of the existing results in dissipative kinetic theory which make use of the contraction properties of two main families of probability metrics: optimal mass transport and Fourier-based metrics. The first part of the notes is devoted to a self-consistent summary and presentation of the properties of both probability metrics, including new aspects on the relationships between them and other metrics of wide use in probability theory. These results are of independent interest with potential use in other contexts in Partial Differential Equations and Probability Theory. The second part of the notes makes a different presentation of the asymptotic behavior of Inelastic Maxwell Models than the one presented in the literature and it shows a new example of application: particle's bath heating. We show how starting from the contraction properties in probability metrics, one can deduce the existence, uniqueness and asymptotic stability in classical spaces. A global strategy with this aim is set up and applied in two dissipative models.

Infinite time aggregation for the critical Patlak-Keller-Segel model in R2

We analyze the two-dimensional parabolic-elliptic Patlak-Keller-Segel model in the whole Euclidean space R2. Under the hypotheses of integrable initial data with finite second moment and entropy, we first show local in time existence for any mass of "free-energy solutions", namely weak solutions with some free energy estimates. We also prove that the solution exists as long as the entropy is controlled from above. The main result of the paper is to show the global existence of free-energy solutions with initial data as before for the critical mass 8 Π/Χ. Actually, we prove that solutions blow-up as a delta dirac at the center of mass when t→∞ keeping constant their second moment at any time. Furthermore, all moments larger than 2 blow-up as t→∞ if initially bounded.

Convergence of the mass-transport steepest descent scheme for the sub-critical Patlak-Keller-Segel model

Variational steepest descent approximation schemes for the modified Patlak-Keller-Segel equation with a logarithmic interaction kernel in any dimension are considered. We prove the convergence of the suitably interpolated in time implicit Euler scheme, defined in terms of the Euclidean Wasserstein distance, associated to this equation for sub-critical masses. As a consequence, we recover the recent result about the global in time existence of weak-solutions to the modified Patlak-Keller-Segel equation for the logarithmic interaction kernel in any dimension in the sub-critical case. Moreover, we show how this method performs numerically in one dimension. In this particular case, this numerical scheme corresponds to a standard implicit Euler method for the pseudo-inverse of the cumulative distribution function. We demonstrate its capabilities to reproduce easily without the need of mesh-refinement the blow-up of solutions for super-critical masses.

On the critical periods of perturbed isochronous centers

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

On the existence and uniqueness of limit cycles in Liénard differential equations allowing discontinuities

"Vegeu el resum a l´inici del document del fitxer adjunt."

Well-posedness and invariant measures for HJM models with deterministic volatility and Lévy noise

We give sufficient conditions for existence, uniqueness and ergodicity of invariant measures for Musiela's stochastic partial differential equation with deterministic volatility and a Hilbert space valued driving Lévy noise. Conditions for the absence of arbitrage and for the existence of mild solutions are also discussed.

Diseño de filtros con topología apilada mediante resonadores FBAR

Els continguts de la memòria es divideixen en dues parts fonamentals, precedides d’una breu explicació on s’introdueix al lector en el tema; primer s’exposen les bases d’un ressonador simple FBAR, d’on s’obtenen equacions de control vitals, i seguidament es plantegen les bases per a un ressonador apilat SCR, derivades de l’estudi previ d’un ressonador simple. La primera part fonamental del treball es centra en l’anàlisi d’un ressonador SCR. Aquest anàlisi es recolza sobre el punt de vista teòric dels paràmetres imatge, el nostre punt de sortida. Aquesta primera part és la més teòrica: obtenció i aplicació dels paràmetres imatge i obtenció dels elements discrets que conformen el circuit equivalent SCR, una xarxa de dos ports. Posteriorment, s’analitza què succeeix modificant els valors dels elements discrets sense variar determinats paràmetres imatge i finalment, es proposa una aproximació per a controlar determinades especificacions de disseny, com són l’ample de banda de transmissió de la xarxa i el factor de qualitat, en funció de les modificacions dels elements discrets. En la segona part s’analitzen, de forma qualitativa, xarxes compostes per diferents ressonadors apilats connectats en cascada. Aquest segon estudi es divideix en dues subparts. En la primera connectem N ressonadors idèntics, plantegem algunes equacions de control i analitzem les respostes. En la segona, es planteja la connexió de dos (N=2) ressonadors diferents amb freqüències de ressonància properes. Aquest segon anàlisi es també totalment qualitatiu, però ens aporta informació que amb la unió de N ressonadors iguals no aconseguíem. Finalitzant aquesta segona part, es planteja l’optimització dels resultats obtinguts per a N=2, mitjançant estructures N=3 ressonadors.

Dispositius nanoelectrònics a freqüències de THz : estudi de la propagació electromagnètica en les connexions

Per a altes freqüències, les connexions poden tenir un paper rellevant. Atès que la velocitat de propagació dels senyals electromagnètics, c, en el cable no és infinita, el voltatge i el corrent al llarg del cable varien amb el temps. Per tant, amb l’objectiu de reproduir el comportament elèctric de dispositius nanoelectrònics a freqüències de THz, en aquest treball hem estudiat la regió activa del dispositiu nanoelectrònic i les seves connexions, en un sistema global complex. Per a aquest estudi hem utilitzat un nou concepte de dispositiu anomenat Driven Tunneling Device (DTD). Per a les connexions, hem plantejat el problema a partir de tot el conjunt de les equacions de Maxwell, ja que per a les freqüències i longituds de cable considerats, la contribució del camp magnètic és també important. En particular, hem suposat que la propagació que és dóna en el cable és una propagació transversal electromagnètica (TEM). Un cop definit el problema hem desenvolupat un programa en llenguatge FORTRAN que amb l'algoritme de diferències finites soluciona el sistema global. La solució del sistema global s'ha aplicat a una configuració particular de DTD com a multiplicador de freqüència per tal de discutir quins paràmetres de les connexions permet maximitzar la potència real que pot donar el DTD.

Maltsiniotis's first conjecture for K1

We show that K1(E) of an exact category E agrees with K1(DE) of the associated triangulated derivator DE. More generally we show that K1(W) of a Waldhausen category W with cylinders and a saturated class of weak equivalences agrees with K1(DW) of the associated right pointed derivator DW.

Inverse problems for invariant algebraic curves: explicit computations

Given an algebraic curve in the complex affine plane, we describe how to determine all planar polynomial vector fields which leave this curve invariant. If all (finite) singular points of the curve are nondegenerate, we give an explicit expression for these vector fields. In the general setting we provide an algorithmic approach, and as an alternative we discuss sigma processes.

Critical mass for a Patlak-Keller-Segel model with degenerate diffusion in higher dimensions

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Rational first integrals in the Darboux theory of integrability in Cn

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."