Strong solutions for stochastic porous media equations with jumps

We prove global well-posedness in the strong sense for stochastic generalized porous media equations driven by locally square integrable martingales with stationary independent increments.

Algebraic properties of isochronous centers of polynomial quadratic-like Hamiltonian systems

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la School of Mathematics and Statistics de la University of Plymouth, United Kingdom, entre abril juliol del 2007.Aquesta investigació és encara oberta i la memòria que presento constitueix un informe de la recerca que estem duent a terme actualment. En aquesta nota estudiem els centres isòcrons dels sistemes Hamiltonians analítics, parant especial atenció en el cas polinomial. Ens centrem en els anomenats quadratic-like Hamiltonian systems. Diverses propietats dels centres isòcrons d'aquest tipus de sistemes van ser donades a [A. Cima, F. Mañosas and J. Villadelprat, Isochronicity for several classes of Hamiltonian systems, J. Di®erential Equations 157 (1999) 373{413]. Aquell article estava centrat principalment en el cas en que A; B i C fossin funcions analítiques. El nostre objectiu amb l'estudi que estem duent a terme és investigar el cas en el que aquestes funcions són polinomis. En aquesta nota formulem una conjectura concreta sobre les propietats algebraiques que venen forçades per la isocronia del centre i provem alguns resultats parcials.

Estimació de les emissions de metà generades per fermentació entèrica a la ramaderia bovina a Catalunya, com a font de gasos d'efecte hivernacle (GEH)

L’emissió de GEH generats per processos relacionats amb l’activitat antropogènica ha provocat que la temperatura mitjana de la Terra augmenti, originant el que es coneix com escalfament global. Les possibles conseqüències negatives per al conjunt de la biosfera han portat a l’adopció d’acords internacionals que obliguen als diferents Estats a realitzar Inventaris Nacionals d’Emissions a l’Atmosfera. El CH4, que és exhalat o eructat com a resultat del procés de fermentació entèrica dels remugants, genera un impacte que ha de ser quantificat en els diferents inventaris. En aquest projecte s’ha realitzat l’estimació del CH4 generat per la fermentació entèrica dels bovins a Catalunya. Per aquest objectiu s’han utilitat les equacions explicitades a les directrius del Panel Intergovernamental sobre el Canvi Climàtic (IPCC), així com l’equació de Cambra, L. et al. (2008) per a la determinació del factor de conversió Ym. El resultat final rebaixa les quantitats inventariades tant per l’administració catalana com per l’espanyola.

On a size-structured two-phase population model with infinite states-at-birth

In this work we introduce and analyze a linear size-structured population model with infinite states-at-birth. We model the dynamics of a population in which individuals have two distinct life-stages: an “active” phase when individuals grow, reproduce and die and a second “resting” phase when individuals only grow. Transition between these two phases depends on individuals’ size. First we show that the problem is governed by a positive quasicontractive semigroup on the biologically relevant state space. Then we investigate, in the framework of the spectral theory of linear operators, the asymptotic behavior of solutions of the model. We prove that the associated semigroup has, under biologically plausible assumptions, the property of asynchronous exponential growth.

Asynchronous growth and competition in a two-sex age-structured population model

Asynchronous exponential growth has been extensively studied in population dynamics. In this paper we find out the asymptotic behaviour in a non-linear age-dependent model which takes into account sexual reproduction interactions. The main feature of our model is that the non-linear process converges to a linear one as the solution becomes large, so that the population undergoes asynchronous growth. The steady states analysis and the corresponding stability analysis are completely made and are summarized in a bifurcation diagram according to the parameter R0. Furthermore the effect of intraspecific competition is taken into account, leading to complex dynamics around steady states.

Positive solutions of nonlinear problems involving the square root of the Laplacian

We consider nonlinear elliptic problems involving a nonlocal operator: the square root of the Laplacian in a bounded domain with zero Dirichlet boundary conditions. For positive solutions to problems with power nonlinearities, we establish existence and regularity results, as well as a priori estimates of Gidas-Spruck type. In addition, among other results, we prove a symmetry theorem of Gidas-Ni-Nirenberg type.

Homotopy Batalin-Vilkovisky algebras

This paper provides an explicit cofibrant resolution of the operad encoding Batalin-Vilkovisky algebras. Thus it defines the notion of homotopy Batalin-Vilkovisky algebras with the required homotopy properties. To define this resolution we extend the theory of Koszul duality to operads and properads that are defined by quadratic and linear relations. The operad encoding Batalin-Vilkovisky algebras is shown to be Koszul in this sense. This allows us to prove a Poincaré-Birkhoff-Witt Theorem for such an operad and to give an explicit small quasi-free resolution for it. This particular resolution enables us to describe the deformation theory and homotopy theory of BV-algebras and of homotopy BV-algebras. We show that any topological conformal field theory carries a homotopy BV-algebra structure which lifts the BV-algebra structure on homology. The same result is proved for the singular chain complex of the double loop space of a topological space endowed with an action of the circle. We also prove the cyclic Deligne conjecture with this cofibrant resolution of the operad BV. We develop the general obstruction theory for algebras over the Koszul resolution of a properad and apply it to extend a conjecture of Lian-Zuckerman, showing that certain vertex algebras have an explicit homotopy BV-algebra structure.

La programació al servei de la matemàtica

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. La programació al servei de la matemàtica és un programa informàtic fet amb Excel i Visual Basic. Resol equacions de primer grau, equacions de segon grau, sistemes d'equacions lineals de dues equacions i dues incògnites, sistemes d'equacions lineals compatibles determinats de tres equacions i tres incògnites i troba zeros de funcions amb el teorema de Bolzano. En cadascun dels casos, representa les solucions gràficament. Per a això, en el treball s'ha hagut de treballar, en matemàtiques, amb equacions, nombres complexos, la regla de Cramer per a la resolució de sistemes, i buscar la manera de programar un mètode iteratiu pel teorema de Bolzano. En la part gràfica, s'ha resolt com fer taules de valors amb dues i tres variables i treballar amb rectes i plans. Per la part informàtica, s'ha emprat un llenguatge nou per l'alumne i, sobretot, ha calgut saber decidir on posar una determinada instrucció, ja que el fet de variar-ne la posició una sola lí­nea ho pot canviar tot. A més d'això, s'han resolt altres problemes de programació i també s'ha realitzat el disseny de pantalles.

Asymptotic flocking dynamics for the kinetic Cucker-Smale model

In this paper, we analyse the asymptotic behavior of solutions of the continuous kinetic version of flocking by Cucker and Smale [16], which describes the collective behavior of an ensemble of organisms, animals or devices. This kinetic version introduced in [24] is here obtained starting from a Boltzmann-type equation. The large-time behavior of the distribution in phase space is subsequently studied by means of particle approximations and a stability property in distances between measures. A continuous analogue of the theorems of [16] is shown to hold for the solutions on the kinetic model. More precisely, the solutions will concentrate exponentially fast their velocity to their mean while in space they will converge towards a translational flocking solution.

Rigorous derivation of a nonlinear diffusion equation as fast-reaction limit of a continuous coagulation-fragmentation model with diffusion

Weak solutions of the spatially inhomogeneous (diffusive) Aizenmann-Bak model of coagulation-breakup within a bounded domain with homogeneous Neumann boundary conditions are shown to converge, in the fast reaction limit, towards local equilibria determined by their mass. Moreover, this mass is the solution of a nonlinear diffusion equation whose nonlinearity depends on the (size-dependent) diffusion coefficient. Initial data are assumed to have integrable zero order moment and square integrable first order moment in size, and finite entropy. In contrast to our previous result [CDF2], we are able to show the convergence without assuming uniform bounds from above and below on the number density of clusters.

Stable stationary states of non-local interaction equations

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

Lp theory for the multidimensional aggregation equation

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

Diseño de filtros de onda acústica basados en estructuras "half lattice"

En los últimos tiempos la telefonía móvil ha experimentado una reducción de los terminales gracias a la miniaturización de los filtros a frecuencias de microondas. Los filtros pasa banda más utilizados son los basados en la tecnología SAW, sin embargo son incompatibles con tecnologías de silicio y su comportamiento se degrada a frecuencias superiores de 3 GHz, por ello los estudios actuales se centran en la tecnología BAW. Las dos arquitecturas convencionales de filtros basados en resonadores BAW unidos eléctricamente son el ladder y lattice. Sin embargo, en este proyecto se estudiará la topología half lattice, la cual presenta un mejor comportamiento y unas dimensiones más reducidas. Para ello se obtendrán las ecuaciones de diseño del filtro, y con ellas se realizará la implementación a partir de la frecuencia central y el ancho de banda relativo.

Blow-up, concentration phenomenon and global existence for the Keller-Segel model in high dimension

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

A one-dimensional Keller-Segel equation with a drift issued from the boundary

We investigate in this note the dynamics of a one-dimensional Keller-Segel type model on the half-line. On the contrary to the classical configuration, the chemical production term is located on the boundary. We prove, under suitable assumptions, the following dichotomy which is reminiscent of the two-dimensional Keller-Segel system. Solutions are global if the mass is below the critical mass, they blow-up in finite time above the critical mass, and they converge to some equilibrium at the critical mass. Entropy techniques are presented which aim at providing quantitative convergence results for the subcritical case. This note is completed with a brief introduction to a more realistic model (still one-dimensional).