Domain decomposition methods for some aerodynamic noise problems

Abstract not available

A domain decomposition based algorithm for non-linear 2D inverse heat conduction problems

Inverse heat conduction problems (IHCPs) appear in many important scientific and technological fields. Hence analysis, design, implementation and testing of inverse algorithms are also of great scientific and technological interest. The numerical simulation of 2-D and –D inverse (or even direct) problems involves a considerable amount of computation. Therefore, the investigation and exploitation of parallel properties of such algorithms are equally becoming very important. Domain decomposition (DD) methods are widely used to solve large scale engineering problems and to exploit their inherent ability for the solution of such problems.

Time domain decomposition for European options in financial modelling

Finance is one of the fastest growing areas in modern applied mathematics with real world applications. The interest of this branch of applied mathematics is best described by an example involving shares. Shareholders of a company receive dividends which come from the profit made by the company. The proceeds of the company, once it is taken over or wound up, will also be distributed to shareholders. Therefore shares have a value that reflects the views of investors about the likely dividend payments and capital growth of the company. Obviously such value will be quantified by the share price on stock exchanges. Therefore financial modelling serves to understand the correlations between asset and movements of buy/sell in order to reduce risk. Such activities depend on financial analysis tools being available to the trader with which he can make rapid and systematic evaluation of buy/sell contracts. There are other financial activities and it is not an intention of this paper to discuss all of these activities. The main concern of this paper is to propose a parallel algorithm for the numerical solution of an European option. This paper is organised as follows. First, a brief introduction is given of a simple mathematical model for European options and possible numerical schemes of solving such mathematical model. Second, Laplace transform is applied to the mathematical model which leads to a set of parametric equations where solutions of different parametric equations may be found concurrently. Numerical inverse Laplace transform is done by means of an inversion algorithm developed by Stehfast. The scalability of the algorithm in a distributed environment is demonstrated. Third, a performance analysis of the present algorithm is compared with a spatial domain decomposition developed particularly for time-dependent heat equation. Finally, a number of issues are discussed and future work suggested.

Development of a domain decomposition method for computational aeroacoustics

Abstract not available

Decomposition, recomposition, speculation: The contribution of the Treatise of Choisy for the architectural survey, a pedagogical approach

info:eu-repo/semantics/inPress

Scalable unstructured mesh decomposition

As the efficiency of parallel software increases it is becoming common to measure near linear speedup for many applications. For a problem size N on P processors then with software running at O(N=P ) the performance restrictions due to file i/o systems and mesh decomposition running at O(N) become increasingly apparent especially for large P . For distributed memory parallel systems an additional limit to scalability results from the finite memory size available for i/o scatter/gather operations. Simple strategies developed to address the scalability of scatter/gather operations for unstructured mesh based applications have been extended to provide scalable mesh decomposition through the development of a parallel graph partitioning code, JOSTLE [8]. The focus of this work is directed towards the development of generic strategies that can be incorporated into the Computer Aided Parallelisation Tools (CAPTools) project.

Numerical analysis of the modal coupling at low resonances in a Colombian Andean Bandola in C using the finite element method

The work presented in this thesis is concerned with the dynamical behavior of a CBandola's acoustical box at low resonances -- Two models consisting of two and three coupled oscillators are proposed in order to analyse the response at the first two and three resonances, respectively -- These models describe the first resonances in a bandola as a combination of the lowest modes of vibration of enclosed air, top and back plates -- Physically, the coupling between these elements is caused by the fluid-structure interaction that gives rise to coupled modes of vibration for the assembled resonance box -- In this sense, the coupling in the models is expressed in terms of the ratio of effective areas and masses of the elements which is an useful parameter to control the coupling -- Numerical models are developed for the analysis of modal coupling which is performed using the Finite Element Method -- First, it is analysed the modal behavior of separate elements: enclosed air, top plate and back plate -- This step is important to identify participating modes in the coupling -- Then, a numerical model of the resonance box is used to compute the coupled modes -- The computation of normal modes of vibration was executed in the frequency range of 0-800Hz -- Although the introduced models of coupled oscillators only predict maximum the first three resonances, they also allow to study qualitatively the coupling between the rest of the computed modes in the range -- Considering that dynamic response of a structure can be described in terms of the modal parameters, this work represents, in a good approach, the basic behavior of a CBandola, although experimental measurements are suggested as further work to verify the obtained results and get more information about some characteristics of the coupled modes, for instance, the phase of vibration of the air mode and the radiation e ciency

A Decomposition, Construction and Post-Processing Approach for Nurse Rostering

This paper presents our work on decomposing a specific nurse rostering problem by cyclically assigning blocks of shifts, which are designed considering both hard and soft constraints, to groups of nurses. The rest of the shifts are then assigned to the nurses to construct a schedule based on the one cyclically generated by blocks. The schedules obtained by decomposition and construction can be further improved by a variable neighborhood search. Significant results are obtained and compared with a genetic algorithm and a variable neighborhood search approach on a problem that was presented to us by our collaborator, ORTEC bv, The Netherlands. We believe that the approach has the potential to be further extended to solve a wider range of nurse rostering problems.

Modal Control of Vibration in Rotating Machines and Other Generally Damped Systems

Second order matrix equations arise in the description of real dynamical systems. Traditional modal control approaches utilise the eigenvectors of the undamped system to diagonalise the system matrices. A regrettable consequence of this approach is the discarding of residual o-diagonal terms in the modal damping matrix. This has particular importance for systems containing skew-symmetry in the damping matrix which is entirely discarded in the modal damping matrix. In this paper a method to utilise modal control using the decoupled second order matrix equations involving nonclassical damping is proposed. An example of modal control sucessfully applied to a rotating system is presented in which the system damping matrix contains skew-symmetric components.

Modal Control of Vibration in Rotating Machines and Other Generally Damped Systems

Second order matrix equations arise in the description of real dynamical systems. Traditional modal control approaches utilise the eigenvectors of the undamped system to diagonalise the system matrices. A regrettable consequence of this approach is the discarding of residual off-diagonal terms in the modal damping matrix. This has particular importance for systems containing skew-symmetry in the damping matrix which is entirely discarded in the modal damping matrix. In this paper a method to utilise modal control using the decoupled second order matrix equations involving non-classical damping is proposed. An example of modal control successfully applied to a rotating system is presented in which the system damping matrix contains skew-symmetric components.

Plant-derived compounds stimulate the decomposition of organic matter in arctic permafrost soils

Arctic ecosystems are warming rapidly, which is expected to promote soil organic matter (SOM) decomposition. In addition to the direct warming effect, decomposition can also be indirectly stimulated via increased plant productivity and plant-soil C allocation, and this so called "priming effect" might significantly alter the ecosystem C balance. In this study, we provide first mechanistic insights into the susceptibility of SOM decomposition in arctic permafrost soils to priming. By comparing 119 soils from four locations across the Siberian Arctic that cover all horizons of active layer and upper permafrost, we found that an increased availability of plant-derived organic C particularly stimulated decomposition in subsoil horizons where most of the arctic soil carbon is located. Considering the 1,035 Pg of arctic soil carbon, such an additional stimulation of decomposition beyond the direct temperature effect can accelerate net ecosystem C losses, and amplify the positive feedback to global warming.

Seasonal concentration decomposition across segments of tourism demand

A la hora de aplicar medidas desestacionalizadoras, a los gestores de destinos turísticos les resulta complicado identificar qué tipo de turistas contribuyen a la desestacionalización, ya que estos turistas potenciales pueden estar pasando desapercibido por no disponer de una metodología que los identifique. Teniendo en cuenta esta deficiencia, en esta tesis se ha querido conseguir un enfoque de medición que proporcione información acerca del tipo de turista objetivo para reducir la concentración estacional en los destinos analizados. Para ello, la metodología que se emplea en esta tesis, que incluye la descomposición aditiva del índice de Gini, proporciona información acerca de la contribución de cada segmento de demanda a la concentración estacional total de un destino. Mediante el empleo de dicha descomposición, el componente estacional puede ser expresado a través de unos efectos relativos marginales que permiten identificar a aquellos turistas que se manifiesten más favorables para reducir la estacionalidad. De manera complementaria, se han estimado los factores estacionales mediante el método multiplicativo que sirven para mejorar el análisis ya que proporcionan los patrones estacionales de los segmentos de demanda analizados. Además, según el destino analizado, se han utilizado clasificaciones complejas atendiendo al origen del turista, su principal motivación de viaje y la región visitada dentro de cada uno de los destinos analizados, las cuales, han permitido discernir con mayor precisión dentro de clasificaciones poco homogéneas. La metodología empleada en esta tesis se propone como una medida de control y seguimiento con la que, analizando la evolución de los efectos relativos marginales a lo largo del período de los que se dispongan datos suficientemente desagregados y, sobre todo, del último año, podrían ajustarse las políticas turísticas orientadas a reducir los efectos de la estacionalidad. Con la aplicación de la metodología propuesta en los destinos turísticos analizados, en los que se ha empleado un nivel de desagregación suficiente, se pretende aportar información adicional a los gestores del turismo en cuanto a qué turistas deben dirigir sus políticas de captación, siempre y cuando su objetivo sea reducir la concentración estacional en estos destinos. Del mismo modo, se pretende conseguir una mejora de la efectividad de las políticas contra la estacionalidad, dirigiéndolas hacia aquellos segmentos de demanda identificados como menos propensos a la estacionalidad. Esta tesis ha sido elaborada por compendio de publicaciones y se ha estructurado en siete capítulos. El primer capítulo es una introducción donde se presentan las implicaciones de esta tesis en cuanto a los aspectos relacionados con la estacionalidad, así como la metodología empleada para la medición de la misma en los destinos analizados. En los siguientes capítulos se analiza la concentración estacional de tres destinos y sus regiones: el litoral de Andalucía (segundo y tercer capítulo), Argentina (cuarto y quinto capítulo), y el Reino Unido (sexto capítulo). Los resultados se muestran con la copia incluida de las cinco publicaciones que conforman esta tesis. Por último, se proporciona las conclusiones en el séptimo capítulo, donde se muestra un análisis general y un resumen de las conclusiones de todas las contribuciones.

Introducción al análisis modal operacional

Es frecuente que las estructuras, una vez realizadas, muestren diferencias, respecto de su concepción original que, en ocasiones, pueden hacer necesaria una intervención posterior con el objetivo de corregir su comportamiento estructural. En otras ocasiones estas actuaciones se hacen necesarias como consecuencias de deterioros sufridos durante la vida útil de la estructura (daño estructural) o como consecuencia de cambios en el propio uso de la estructura. En cualquier caso, tanto en las situaciones descritas, como en muchas otras, la estructura ha de someterse a un proceso de monitorización que nos permita obtener información experimental de ciertos parámetros estructurales con los que afinar los modelos numéricos que de ellas se realizan. Esta jornada se ha estructurado en cuatro conferencias en las que investigadores de las universidades de Sevilla y Córdoba nos darán una visión divulgativa del problema, nos acercarán a alguna de sus técnicas y nos mostrarán algún caso práctico de gran interés. En la segunda conferencia, el profesor de la Universidad de Córdoba Dr. D. Rafael Castro Triguero, Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos y con una amplia experiencia en monitorización de estructuras, mostrará las bases de alguna de estas técnicas y cómo, de la información obtenida, pueden inferirse parámetros estructurales para mejorar los modelos y/o detectar daños estructurales.

Identificación de daño en estructuras históricas mediante análisis modal operacional (OMA)

Es frecuente que las estructuras, una vez realizadas, muestren diferencias, respecto de su concepción original que, en ocasiones, pueden hacer necesaria una intervención posterior con el objetivo de corregir su comportamiento estructural. En otras ocasiones estas actuaciones se hacen necesarias como consecuencias de deterioros sufridos durante la vida útil de la estructura (daño estructural) o como consecuencia de cambios en el propio uso de la estructura. En cualquier caso, tanto en las situaciones descritas, como en muchas otras, la estructura ha de someterse a un proceso de monitorización que nos permita obtener información experimental de ciertos parámetros estructurales con los que afinar los modelos numéricos que de ellas se realizan. Esta jornada se ha estructurado en cuatro conferencias en las que investigadores de las universidades de Sevilla y Córdoba nos darán una visión divulgativa del problema, nos acercarán a alguna de sus técnicas y nos mostrarán algún caso práctico de gran interés. En la tercera conferencia, el profesor de la Universidad de Sevilla Dr. D. Víctor Jesús Compán Cardiel, Arquitecto, mostró cómo la técnica de monitorización conocida pos sus siglas en inglés OMA puede ser aplicada a estructuras antiguas, que forman parte del patrimonio, para aprender de estas estructuras y, llegado el caso, detectar daño en las mismas y poder tomar las medidas necesarias para mejorar su capacidad portante y, con ello, incrementar el tiempo por el que podremos disfrutar de estos singulares edificios.