New simulation schemes for the Heston model

Les titres financiers sont souvent modélisés par des équations différentielles stochastiques (ÉDS). Ces équations peuvent décrire le comportement de l'actif, et aussi parfois certains paramètres du modèle. Par exemple, le modèle de Heston (1993), qui s'inscrit dans la catégorie des modèles à volatilité stochastique, décrit le comportement de l'actif et de la variance de ce dernier. Le modèle de Heston est très intéressant puisqu'il admet des formules semi-analytiques pour certains produits dérivés, ainsi qu'un certain réalisme. Cependant, la plupart des algorithmes de simulation pour ce modèle font face à quelques problèmes lorsque la condition de Feller (1951) n'est pas respectée. Dans ce mémoire, nous introduisons trois nouveaux algorithmes de simulation pour le modèle de Heston. Ces nouveaux algorithmes visent à accélérer le célèbre algorithme de Broadie et Kaya (2006); pour ce faire, nous utiliserons, entre autres, des méthodes de Monte Carlo par chaînes de Markov (MCMC) et des approximations. Dans le premier algorithme, nous modifions la seconde étape de la méthode de Broadie et Kaya afin de l'accélérer. Alors, au lieu d'utiliser la méthode de Newton du second ordre et l'approche d'inversion, nous utilisons l'algorithme de Metropolis-Hastings (voir Hastings (1970)). Le second algorithme est une amélioration du premier. Au lieu d'utiliser la vraie densité de la variance intégrée, nous utilisons l'approximation de Smith (2007). Cette amélioration diminue la dimension de l'équation caractéristique et accélère l'algorithme. Notre dernier algorithme n'est pas basé sur une méthode MCMC. Cependant, nous essayons toujours d'accélérer la seconde étape de la méthode de Broadie et Kaya (2006). Afin de réussir ceci, nous utilisons une variable aléatoire gamma dont les moments sont appariés à la vraie variable aléatoire de la variance intégrée par rapport au temps. Selon Stewart et al. (2007), il est possible d'approximer une convolution de variables aléatoires gamma (qui ressemble beaucoup à la représentation donnée par Glasserman et Kim (2008) si le pas de temps est petit) par une simple variable aléatoire gamma.

Algorithmes efficaces pour la simulation de gouttes entraînées

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Algorithmes d’apprentissage profonds supervisés et non-supervisés: applications et résultats théoriques

La liste des domaines touchés par l’apprentissage machine s’allonge rapidement. Au fur et à mesure que la quantité de données disponibles augmente, le développement d’algorithmes d’apprentissage de plus en plus puissants est crucial. Ce mémoire est constitué de trois parties: d’abord un survol des concepts de bases de l’apprentissage automatique et les détails nécessaires pour l’entraînement de réseaux de neurones, modèles qui se livrent bien à des architectures profondes. Ensuite, le premier article présente une application de l’apprentissage machine aux jeux vidéos, puis une méthode de mesure performance pour ceux-ci en tant que politique de décision. Finalement, le deuxième article présente des résultats théoriques concernant l’entraînement d’architectures profondes nonsupervisées. Les jeux vidéos sont un domaine particulièrement fertile pour l’apprentissage automatique: il estf facile d’accumuler d’importantes quantités de données, et les applications ne manquent pas. La formation d’équipes selon un critère donné est une tˆache commune pour les jeux en lignes. Le premier article compare différents algorithmes d’apprentissage à des réseaux de neurones profonds appliqués à la prédiction de la balance d’un match. Ensuite nous présentons une méthode par simulation pour évaluer les modèles ainsi obtenus utilisés dans le cadre d’une politique de décision en ligne. Dans un deuxième temps nous présentons une nouvelleméthode pour entraîner des modèles génératifs. Des résultats théoriques nous indiquent qu’il est possible d’entraîner par rétropropagation des modèles non-supervisés pouvant générer des échantillons qui suivent la distribution des données. Ceci est un résultat pertinent dans le cadre de la récente littérature scientifique investiguant les propriétés des autoencodeurs comme modèles génératifs. Ces résultats sont supportés avec des expériences qualitatives préliminaires ainsi que quelques résultats quantitatifs.

Développement d'algorithmes d'estimation de la pose d'objets saisis par un préhenseur robotique

Les préhenseurs robotiques sont largement utilisés en industrie et leur déploiement pourrait être encore plus important si ces derniers étaient plus intelligents. En leur conférant des capacités tactiles et une intelligence leur permettant d’estimer la pose d’un objet saisi, une plus vaste gamme de tâches pourraient être accomplies par les robots. Ce mémoire présente le développement d’algorithmes d’estimation de la pose d’objets saisis par un préhenseur robotique. Des algorithmes ont été développés pour trois systèmes robotisés différents, mais pour les mêmes considérations. Effectivement, pour les trois systèmes la pose est estimée uniquement à partir d’une saisie d’objet, de données tactiles et de la configuration du préhenseur. Pour chaque système, la performance atteignable pour le système minimaliste étudié est évaluée. Dans ce mémoire, les concepts généraux sur l’estimation de la pose sont d’abord exposés. Ensuite, un préhenseur plan à deux doigts comprenant deux phalanges chacun est modélisé dans un environnement de simulation et un algorithme permettant d’estimer la pose d’un objet saisi par le préhenseur est décrit. Cet algorithme est basé sur les arbres d’interprétation et l’algorithme de RANSAC. Par la suite, un système expérimental plan comprenant une phalange supplémentaire par doigt est modélisé et étudié pour le développement d’un algorithme approprié d’estimation de la pose. Les principes de ce dernier sont similaires au premier algorithme, mais les capteurs compris dans le système sont moins précis et des adaptations et améliorations ont dû être appliquées. Entre autres, les mesures des capteurs ont été mieux exploitées. Finalement, un système expérimental spatial composé de trois doigts comprenant trois phalanges chacun est étudié. Suite à la modélisation, l’algorithme développé pour ce système complexe est présenté. Des hypothèses partiellement aléatoires sont générées, complétées, puis évaluées. L’étape d’évaluation fait notamment appel à l’algorithme de Levenberg-Marquardt.

Développement et expérimentation d'algorithmes de réorientation pour un robot sériel en chute libre

Ce mémoire présente 2 types de méthodes pour effectuer la réorientation d’un robot sériel en chute libre en utilisant les mouvements internes de celui-ci. Ces mouvements sont prescrits à partir d’algorithmes de planification de trajectoire basés sur le modèle dynamique du robot. La première méthode tente de réorienter le robot en appliquant une technique d’optimisation locale fonctionnant avec une fonction potentielle décrivant l’orientation du système, et la deuxième méthode applique des fonctions sinusoïdales aux articulations pour réorienter le robot. Pour tester les performances des méthodes en simulation, on tente de réorienter le robot pour une configuration initiale et finale identiques où toutes les membrures sont alignées mais avec le robot ayant complété une rotation de 180 degrés sur lui-même. Afin de comparer les résultats obtenus avec la réalité, un prototype de robot sériel plan flottant possédant trois membrures et deux liaisons rotoïdes est construit. Les expérimentations effectuées montrent que le prototype est capable d’atteindre les réorientations prescrites si peu de perturbations extérieures sont présentes et ce, même si le contrôle de l’orientation est effectué en boucle ouverte.

La réponse thérapeutique à une intervention multidisciplinaire pour les maux de dos chroniques: prédicteurs et algorithmes

Méthodologie: Simulation; Analyse discriminante linéaire et logistique; Arbres de classification; Réseaux de neurones en base radiale

Monte Carlo Simulation Of The Response Functions Of Cdte Detectors To Be Applied In X-ray Spectroscopy.

In this work, the energy response functions of a CdTe detector were obtained by Monte Carlo (MC) simulation in the energy range from 5 to 160keV, using the PENELOPE code. In the response calculations the carrier transport features and the detector resolution were included. The computed energy response function was validated through comparison with experimental results obtained with (241)Am and (152)Eu sources. In order to investigate the influence of the correction by the detector response at diagnostic energy range, x-ray spectra were measured using a CdTe detector (model XR-100T, Amptek), and then corrected by the energy response of the detector using the stripping procedure. Results showed that the CdTe exhibits good energy response at low energies (below 40keV), showing only small distortions on the measured spectra. For energies below about 80keV, the contribution of the escape of Cd- and Te-K x-rays produce significant distortions on the measured x-ray spectra. For higher energies, the most important correction is the detector efficiency and the carrier trapping effects. The results showed that, after correction by the energy response, the measured spectra are in good agreement with those provided by a theoretical model of the literature. Finally, our results showed that the detailed knowledge of the response function and a proper correction procedure are fundamental for achieving more accurate spectra from which quality parameters (i.e., half-value layer and homogeneity coefficient) can be determined.

Influence of intrapulpal pressure simulation on the bond strength of adhesive systems to dentin

The purpose of this study was to evaluate the influence of intrapulpal pressure simulation on the bonding effectiveness of etch & rinse and self-etch adhesives to dentin. Eighty sound human molars were distributed into eight groups, according to the permeability level of each sample, measured by an apparatus to assess hydraulic conductance (Lp). Thus, a similar mean permeability was achieved in each group. Three etch & rinse adhesives (Prime & Bond NT - PB, Single Bond -SB, and Excite - EX) and one self-etch system (Clearfil SE Bond - SE) were employed, varying the presence or absence of an intrapulpal pressure (IPP) simulation of 15 cmH2O. After adhesive and restorative procedures were carried out, the samples were stored in distilled water for 24 hours at 37°C, and taken for tensile bond strength (TBS) testing. Fracture analysis was performed using a light microscope at 40 X magnification. The data, obtained in MPa, were then submitted to the Kruskal-Wallis test ( a = 0.05). The results revealed that the TBS of SB and EX was significantly reduced under IPP simulation, differing from the TBS of PB and SE. Moreover, SE obtained the highest bond strength values in the presence of IPP. It could be concluded that IPP simulation can influence the bond strength of certain adhesive systems to dentin and should be considered when in vitro studies are conducted.

Evaluation of thermal simulation of households in the metropolitan region of São Paulo, Brazil

Abstract This paper aims at assessing the performance of a program of thermal simulation (Arquitrop) in different households in the city of Sao Paulo, Brazil. The households were selected for the Wheezing Project which followed up children under 2 years old to monitor the occurrence of respiratory diseases. The results show that in all three study households there is a good approximation between the observed and the simulated indoor temperatures. It was also observed a fairly consistent and realistic behavior between the simulated indoor and the outdoor temperatures, describing the Arquitrop model as an efficient estimator and good representative of the thermal behavior of households in the city of Sao Paulo. The worst simulation is linked to the poorest type of construction. This may be explained by the bad quality of the construction, which the Architrop could not simulate adequately

The Process of Simulation Authoring/Creation by Chemistry Teachers: A Service Learning Experience

Two case studies are presented to describe the process of public school teachers authoring and creating chemistry simulations. They are part of the Virtual Didactic Laboratory for Chemistry, a project developed by the School of the Future of the University of Sao Paulo. the documental analysis of the material produced by two groups of teachers reflects different selection process for both themes and problem-situations when creating simulations. The study demonstrates the potential for chemistry learning with an approach that takes students' everyday lives into account and is based on collaborative work among teachers and researches. Also, from the teachers' perspectives, the possibilities of interaction that a simulation offers for classroom activities are considered.

Study of the antimicrobial peptide indolicidin and a mutant in micelle medium by molecular dynamics simulation

The antimicrobial peptide indolicidin (IND) and the mutant CP10A in hydrated micelles were studied using molecular dynamics simulations in order to observe whether the molecular dynamics and experimental data could be sufficiently correlated and a detailed description of the interaction of the antimicrobial peptides with a model of the membrane provided by a hydrated micelle system could be obtained. In agreement with the experiments, the simulations showed that the peptides are located near the surface of the micelles. Peptide insertions agree with available experimental data, showing deeper insertion of the mutant compared with the peptide IND. Major insertion into the hydrophobic core of the micelle by all tryptophan and mutated residues of CP10A in relation to IND was observed. The charged residues of the terminus regions of both peptides present similar behavior, indicating that the major differences in the interactions with the micelles of the peptides IND and CP10A occur in the case of the hydrophobic residues.

Fossil groups in the Millennium Simulation Evolution of the brightest galaxies

Aims. We create a catalogue of simulated fossil groups and study their properties, in particular the merging histories of their first-ranked galaxies. We compare the simulated fossil group properties with those of both simulated non-fossil and observed fossil groups. Methods. Using simulations and a mock galaxy catalogue, we searched for massive (>5 x 10(13) h(-1) M-circle dot) fossil groups in the Millennium Simulation Galaxy Catalogue. In addition, we attempted to identify observed fossil groups in the Sloan Digital Sky Survey Data Release 6 using identical selection criteria. Results. Our predictions on the basis of the simulation data are: (a) fossil groups comprise about 5.5% of the total population of groups/clusters with masses larger than 5 x 10(13) h(-1) M-circle dot. This fraction is consistent with the fraction of fossil groups identified in the SDSS, after all observational biases have been taken into account; (b) about 88% of the dominant central objects in fossil groups are elliptical galaxies that have a median R-band absolute magnitude of similar to-23.5-5 log h, which is typical of the observed fossil groups known in the literature; (c) first-ranked galaxies of systems with M > 5 x 10(13) h(-1) M-circle dot, regardless of whether they are either fossil or non-fossil, are mainly formed by gas-poor mergers; (d) although fossil groups, in general, assembled most of their virial masses at higher redshifts in comparison with non-fossil groups, first-ranked galaxies in fossil groups merged later, i.e. at lower redshifts, compared with their non-fossil-group counterparts. Conclusions. We therefore expect to observe a number of luminous galaxies in the centres of fossil groups that show signs of a recent major merger.

Fossil groups in the Millennium simulation Their environment and its evolution

Context. Fossil systems are defined to be X- ray bright galaxy groups ( or clusters) with a two- magnitude difference between their two brightest galaxies within half the projected virial radius, and represent an interesting extreme of the population of galaxy agglomerations. However, the physical conditions and processes leading to their formation are still poorly constrained. Aims. We compare the outskirts of fossil systems with that of normal groups to understand whether environmental conditions play a significant role in their formation. We study the groups of galaxies in both, numerical simulations and observations. Methods. We use a variety of statistical tools including the spatial cross- correlation function and the local density parameter Delta(5) to probe differences in the density and structure of the environments of "" normal"" and "" fossil"" systems in the Millennium simulation. Results. We find that the number density of galaxies surrounding fossil systems evolves from greater than that observed around normal systems at z = 0.69, to lower than the normal systems by z = 0. Both fossil and normal systems exhibit an increment in their otherwise radially declining local density measure (Delta(5)) at distances of order 2.5 r(vir) from the system centre. We show that this increment is more noticeable for fossil systems than normal systems and demonstrate that this difference is linked to the earlier formation epoch of fossil groups. Despite the importance of the assembly time, we show that the environment is different for fossil and non- fossil systems with similar masses and formation times along their evolution. We also confirm that the physical characteristics identified in the Millennium simulation can also be detected in SDSS observations. Conclusions. Our results confirm the commonly held belief that fossil systems assembled earlier than normal systems but also show that the surroundings of fossil groups could be responsible for the formation of their large magnitude gap.

Combining Monte Carlo simulation and density-functional theory to describe the spectral changes of Na(2) in liquid helium

Spectral changes of Na(2) in liquid helium were studied using the sequential Monte Carlo-quantum mechanics method. Configurations composed by Na(2) surrounded by explicit helium atoms sampled from the Monte Carlo simulation were submitted to time-dependent density-functional theory calculations of the electronic absorption spectrum using different functionals. Attention is given to both line shift and line broadening. The Perdew, Burke, and Ernzerhof (PBE1PBE, also known as PBE0) functional, with the PBE1PBE/6-311++G(2d,2p) basis set, gives the spectral shift, compared to gas phase, of 500 cm(-1) for the allowed X (1)Sigma(+)(g) -> B (1)Pi(u) transition, in very good agreement with the experimental value (700 cm(-1)). For comparison, cluster calculations were also performed and the first X (1)Sigma(+)(g) -> A (1)Sigma(+)(u) transition was also considered.

Bilayer graphene dual-gate nanodevice: An ab initio simulation

We study the electronic transport properties of a dual-gated bilayer graphene nanodevice via first-principles calculations. We investigate the electric current as a function of gate length and temperature. Under the action of an external electrical field we show that even for gate lengths up 100 angstrom, a nonzero current is exhibited. The results can be explained by the presence of a tunneling regime due the remanescent states in the gap. We also discuss the conditions to reach the charge neutrality point in a system free of defects and extrinsic carrier doping.