Modified Newton, rank-1 Broyden update and rank-2 BFGS update methods in helicopter trim: A comparative study

Nonlinear equations in mathematical physics and engineering are solved by linearizing the equations and forming various iterative procedures, then executing the numerical simulation. For strongly nonlinear problems, the solution obtained in the iterative process can diverge due to numerical instability. As a result, the application of numerical simulation for strongly nonlinear problems is limited. Helicopter aeroelasticity involves the solution of systems of nonlinear equations in a computationally expensive environment. Reliable solution methods which do not need Jacobian calculation at each iteration are needed for this problem. In this paper, a comparative study is done by incorporating different methods for solving the nonlinear equations in helicopter trim. Three different methods based on calculating the Jacobian at the initial guess are investigated. (C) 2011 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Smoothed functional and Quasi-Newton algorithms for routing in multi-stage queueing network with constraints

We consider the problem of optimal routing in a multi-stage network of queues with constraints on queue lengths. We develop three algorithms for probabilistic routing for this problem using only the total end-to-end delays. These algorithms use the smoothed functional (SF) approach to optimize the routing probabilities. In our model all the queues are assumed to have constraints on the average queue length. We also propose a novel quasi-Newton based SF algorithm. Policies like Join Shortest Queue or Least Work Left work only for unconstrained routing. Besides assuming knowledge of the queue length at all the queues. If the only information available is the expected end-to-end delay as with our case such policies cannot be used. We also give simulation results showing the performance of the SF algorithms for this problem.

A Vision-Based Micro-Newton Static Force Sensor Using a Displacement-Amplifying Compliant Mechanism (DaCM)

A micro-newton static force sensor is presented here as a packaged product. The sensor, which is based on the mechanics of deformable objects, consists of a compliant mechanism that amplifies the displacement caused by the force that is to be measured. The output displacement, captured using a digital microscope and analyzed using image processing techniques, is used to calculate the force using precalibrated force-displacement curve. Images are scanned in real time at a frequency of 15 frames per second and sampled at around half the scanning frequency. The sensor was built, packaged, calibrated, and tested. It has simulated and measured stiffness values of 2.60N/m and 2.57N/m, respectively. The smallest force it can reliably measure in the presence of noise is about 2 mu N over a range of 1.4mN. The off-the-shelf digital microscope aside, all of its other components are purely mechanical; they are inexpensive and can be easily made using simple machines. Another highlight of the sensor is that its movable and delicate components are easily replaceable. The sensor can be used in aqueous environment as it does not use electric, magnetic, thermal, or any other fields. Currently, it can only measure static forces or forces that vary at less than 1Hz because its response time and bandwidth are limited by the speed of imaging with a camera. With a universal serial bus (USB) connection of its digital microscope, custom-developed graphical user interface (GUI), and related software, the sensor is fully developed as a readily usable product.

Newton-based stochastic optimization using q-Gaussian smoothed functional algorithms

We present the first q-Gaussian smoothed functional (SF) estimator of the Hessian and the first Newton-based stochastic optimization algorithm that estimates both the Hessian and the gradient of the objective function using q-Gaussian perturbations. Our algorithm requires only two system simulations (regardless of the parameter dimension) and estimates both the gradient and the Hessian at each update epoch using these. We also present a proof of convergence of the proposed algorithm. In a related recent work (Ghoshdastidar, Dukkipati, & Bhatnagar, 2014), we presented gradient SF algorithms based on the q-Gaussian perturbations. Our work extends prior work on SF algorithms by generalizing the class of perturbation distributions as most distributions reported in the literature for which SF algorithms are known to work turn out to be special cases of the q-Gaussian distribution. Besides studying the convergence properties of our algorithm analytically, we also show the results of numerical simulations on a model of a queuing network, that illustrate the significance of the proposed method. In particular, we observe that our algorithm performs better in most cases, over a wide range of q-values, in comparison to Newton SF algorithms with the Gaussian and Cauchy perturbations, as well as the gradient q-Gaussian SF algorithms. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Simultaneous Perturbation Newton Algorithms for Simulation Optimization

We present a new Hessian estimator based on the simultaneous perturbation procedure, that requires three system simulations regardless of the parameter dimension. We then present two Newton-based simulation optimization algorithms that incorporate this Hessian estimator. The two algorithms differ primarily in the manner in which the Hessian estimate is used. Both our algorithms do not compute the inverse Hessian explicitly, thereby saving on computational effort. While our first algorithm directly obtains the product of the inverse Hessian with the gradient of the objective, our second algorithm makes use of the Sherman-Morrison matrix inversion lemma to recursively estimate the inverse Hessian. We provide proofs of convergence for both our algorithms. Next, we consider an interesting application of our algorithms on a problem of road traffic control. Our algorithms are seen to exhibit better performance than two Newton algorithms from a recent prior work.

El Concilio Vaticano II : remembranza y actualización

Resumen: Retomando la propuesta de su libro del año 2002, Vaticano II: Remembranza y Actualización y poniendo la mirada sobre el tema del Congreso del Centenario, que es abordar la cuestión del Concilio desde la memoria, el presente y las perspectivas que se abren para el futuro de la Iglesia, el profesor Madrigal nos propone en esta conferencia un ejercicio de memoria, un intento de respuesta a los temas que se deben actualizar y, a la vez, una mirada sobre el desafío a la pregunta del papa Francisco “¿cómo seguir adelante?”. En cuatro momentos desplegará esas cuestiones: 1) la realidad teológica de la institución conciliar; 2) una sistematización o lectura esencial de la doctrina conciliar; 3) el significado histórico del Vaticano II como movimiento de renovación; 4) líneas de actualización para un relanzamiento de la recepción del Vaticano II

Ancient Chinese algorithm: The Ying Buzu Shu (method of surplus and deficiency) vs Newton iteration method

Air exploratory discussion of an ancient Chinese algorithm, the Ying Buzu Shu, in about 2nd century BC, known as the rule of double false position in the West is given. In addition to pointing out that the rule of double false position is actually a translation version of the ancient Chinese algorithm, a comparison with well-known Newton iteration method is also made. If derivative is introduced, the ancient Chinese algorithm reduces to the Newton method. A modification of the ancient Chinese algorithm is also proposed, and some of applications to nonlinear oscillators are illustrated.

A invenção do Padre: genealogia da subjetivação clerial em seminários católicos

A presente pesquisa investiga a produção de subjetividade em seminários católicos. Por meio de diversos teóricos, girando em torno do eixo conceitual da Análise Institucional (em sua vertente socioanalítica e, principalmente, esquizoanalítica), pesquisou-se um importante seminário católico diocesano na região Sudeste, um dos primeiros fundados no Brasil. Um seminário é a instituição de internato em que muitos homens vivem, estudam e trabalham, durante oito anos em média, para se tornarem padres. Nossa pesquisa de campo utilizou-se da observação participante, oriunda da antropologia e sociologia, em diversas visitas ao estabelecimento, durante as quais fomos autorizados a participar de todas as atividades dos 110 seminaristas internos. Em seguida, alguns seminaristas, de todas as etapas da formação, e todos os 5 padres formadores foram entrevistados. Recorremos a entrevistas abertas de história de vida, segundo os procedimentos da História Oral italiana. Guiados pela distinção da filosofia de Spinoza de três gêneros de conhecimento, buscamos dramatizar a formação clerical em três níveis de compreensão: os Signos ou afectos, as Noções ou conceitos, as Essências ou perceptos. Por meio dessa trajetória, constatamos o predomínio da dimensão do instituído e de uma modelização homogeneizadora de tipo romana, resultando em que os clérigos ali formados se fechem em uma identidade sacerdotal claramente identificável e encapsulada na obediência aos centros de poder eclesiais: a Cúria romana, a Mitra diocesana e a Paróquia. Busca-se, na formação, reproduzir a subjetividade serializada segundo um Modelo sacerdotal institucionalizado, no qual as dimensões litúrgica e disciplinar são ressaltadas, em detrimento das dimensões místico-políticas sendo a perseguição à Teologia da Libertação um importante analisador dessa característica. A constante vigilância da pureza doutrinal, litúrgica, organizacional e teológica indicou-nos a pressão em reprimir a dimensão místico-profética, que range, querendo se expressar. Em vista disso, bem como de inúmeros outros analisadores, conceitos e personagens produzidos ao longo da pesquisa, pudemos constatar que o desejo clerical, modulado na formação seminarística, oscila entre dois pólos: um pólo sacerdotal-romano-paranóico e um pólo profético-libertador-esquizo. No primeiro, há redução à identidade hegemônica nascida nos centros de poder eclesiais, fechando-se à diferença, na busca de um projeto de imortalidade frente às intempéries da vida e transformações da História, produzindo práticas hierárquicas a partir de um pensamento de caráter transcendente, representativo. No segundo pólo, há busca de singularização, nascida do seguimento a Jesus, o conseqüente compromisso com os menores e excluídos dentro e fora da Igreja e o processo inerente a esta produção de sentido, criando-se, em conseqüência, uma radical imanentização da vida cristã e de seus pólos e transcendências: material/espiritual, fé/vida, Igreja/Mundo, mística/política. O seminário pesquisado, indicador das transformações micropolíticas da Igreja contemporânea, produz hegemonicamente um desejo sacerdotal-romano-paranóico, forjando funcionários do poder da Igreja, burocratas do aparelho de Estado romano, aplicadores de suas rubricas litúrgicas e normas doutrinais e morais, e não profetas do Reino de Deus, máquinas de guerra libertadoras quanto a tudo o que oprime a potência da vida e suas inauditas expressões singulares.

Avaliação dos algoritmos de Picard-Krylov e Newton-Krylov na solução da equação de Richards

A engenharia geotécnica é uma das grandes áreas da engenharia civil que estuda a interação entre as construções realizadas pelo homem ou de fenômenos naturais com o ambiente geológico, que na grande maioria das vezes trata-se de solos parcialmente saturados. Neste sentido, o desempenho de obras como estabilização, contenção de barragens, muros de contenção, fundações e estradas estão condicionados a uma correta predição do fluxo de água no interior dos solos. Porém, como a área das regiões a serem estudas com relação à predição do fluxo de água são comumente da ordem de quilômetros quadrados, as soluções dos modelos matemáticos exigem malhas computacionais de grandes proporções, ocasionando sérias limitações associadas aos requisitos de memória computacional e tempo de processamento. A fim de contornar estas limitações, métodos numéricos eficientes devem ser empregados na solução do problema em análise. Portanto, métodos iterativos para solução de sistemas não lineares e lineares esparsos de grande porte devem ser utilizados neste tipo de aplicação. Em suma, visto a relevância do tema, esta pesquisa aproximou uma solução para a equação diferencial parcial de Richards pelo método dos volumes finitos em duas dimensões, empregando o método de Picard e Newton com maior eficiência computacional. Para tanto, foram utilizadas técnicas iterativas de resolução de sistemas lineares baseados no espaço de Krylov com matrizes pré-condicionadoras com a biblioteca numérica Portable, Extensible Toolkit for Scientific Computation (PETSc). Os resultados indicam que quando se resolve a equação de Richards considerando-se o método de PICARD-KRYLOV, não importando o modelo de avaliação do solo, a melhor combinação para resolução dos sistemas lineares é o método dos gradientes biconjugados estabilizado mais o pré-condicionador SOR. Por outro lado, quando se utiliza as equações de van Genuchten deve ser optar pela combinação do método dos gradientes conjugados em conjunto com pré-condicionador SOR. Quando se adota o método de NEWTON-KRYLOV, o método gradientes biconjugados estabilizado é o mais eficiente na resolução do sistema linear do passo de Newton, com relação ao pré-condicionador deve-se dar preferência ao bloco Jacobi. Por fim, há evidências que apontam que o método PICARD-KRYLOV pode ser mais vantajoso que o método de NEWTON-KRYLOV, quando empregados na resolução da equação diferencial parcial de Richards.

Diversification of aquaculture for empowerment to fisheries through institution village linkage programme (IVLP) in Kerala, India

Technology Assessment and Refinement through the Institution Village Linkage Programme (IVLP) is the latest participatory extension model successfully undertaken by the Indian Council of Agricultural Research in India. The Central Marine Fisheries Research Institute has been implementing IVLP since 2001 to assess and refine the technologies of the coastal agro ecosystems at Elamkunnapuzha village (Vypeen Island) in the Ernakulam District of Kerala. A series of need based location specific technology intervention plans have been introduced to overcome the social and biological constraints on farming practices in fisheries, livestock and agriculture, and implemented with the active participation of the stakeholders. The inferences drawn from IVLP ultimately form a package suitable for enhanced production in the costal agro ecosystem for replication to other areas with similar characteristics. This paper gives a brief account of the treatment packages applied in fisheries through various technological interventions and discusses the consequent yield and benefits obtained. The ‘integrated whole village development’ through the involvement of multi institutional teams and a participatory approach was accorded prime importance in the IVLP of Elamkunnapuzha, with a greater emphasis on marginal and small farmers and specifically focusing on women for poverty alleviation and equity under the coastal agro ec