mod_C

Ministero dell'Universita' e della Ricerca scientifica e tecnologica

Programmi di ricerca cofinanziati - Modello C

Rendiconto di unita' di ricerca - ANNO 1997
prot. 9701091751_011



1. Area Scientifico Disciplinare principale 01: Scienze matematiche


2. Coordinatore Scientifico del programma di ricerca

 

 

 

RUGGIERO Valeria
(cognome) (nome)
Universita' degli Studi di FERRARA Facolta' di SCIENZE MATEMATICHE FISICHE e NATURALI
(università) (facoltà)
MATEMATICA
(dipartimento/istituto)



3. Titolo del programma di ricerca


ANALISI NUMERICA: METODI E SOFTWARE MATEMATICO


4. Responsabile Scientifico dell'Unità di ricerca

 

 

 

GOTUSSO Laura
(cognome) (nome)
Politecnico di MILANO Facolta' di INGEGNERIA
(università) (facoltà)
MATEMATICA
(dipartimento/istituto)



5. Titolo del programma dell'unità di ricerca


Studio di modelli differenziali ed integrali


6. Settore principale del Programma di Ricerca: A04A - Analisi numerica

7. Finanziamenti assegnati all'unità di ricerca

 

 

 

(in lire)
Quota ateneo 24.000.000
Cofin assegnato 28.000.000
Totale complessivo52.000.000



8. Obiettivo della ricerca eseguita


Si considereranno 4 aree di intervento. a) Costruzione di modelli discreti in elasticita' lineare e non lineare con particolare attenzione a modelli conservativi. b) Studio di modelli numerici integro-differenziali anche a nucleo singolare. c) Sistemi di equazioni differenziali ordinarie e problemi di autovalori connessi. d) Approssimazione di distribuzioni discrete di probabilita' e applicazione all'inversione della trasformata Z.


9. Descrizione della Ricerca eseguita e dei risultati ottenuti

 

Costruzione di modelli discreti in elasticità lineare e non lineare con particolare 
attenzione a modelli conservativi. 

Sono stati studiati alcuni modelli discreti conservativi per la corda e la verga 
vibranti (modelli lineari per la corda e la verga con diversi tipi di vincoli 
- corda fissata in entrambi gli estremi, verga incastrata o incernierata, corda e 
verga con un estremo "libero" di scorrere senza attrito su una guida verticale, 
corda e verga con entrambi gli estremi "liberi" - 
e un modello non lineare per la corda con le diverse condizioni agli estremi). 

È stato dimostrato che il sistema discreto che simula il moto è una discretizzazione 
del secondo ordine di equazioni differenziali alle derivate parziali che simulano, 
nel continuo, gli stessi fenomeni. È stata dimostrata la incondizionata stabilità 
delle soluzioni dei sistemi discreti nel caso di almeno un estremo fisso. Nel caso 
di entrambi gli estremi liberi e' stato dimostrato che tale stabilita' sussiste o meno 
coerentemente con il modello fisico dato. Numerose simulazioni numeriche hanno 
evidenziato la bontà dei modelli proposti. 


Studio di modelli numerici integro differenziali anche a nucleo singolare. 

Sono stati messi a punto algoritmi per la soluzione di equazioni 
integrali e integro differenziali a nucleo singolare di Cauchy 
(in particolare equazione di Prandtl e Prandtl con componente debolmente singolare). 
Tali algoritmi si strutturano 
su modelli numerici che si basano sull'approssimazione di funzioni 
con splines quasi interpolanti (q.i. splines). Si sono messi a 
confronto i modelli proposti, testandoli su particolari classi 
funzionali. Si sono inoltre analizzati alcuni aspetti relativi 
alla convergenza del modello numerico ed all'efficienza degli algoritmi. 


Sistemi di equazioni differenziali ordinarie e problemi di autovalori connessi. 

Si è raggiunto l'obbiettivo di integrare numericamente una classe di sistemi 
differenziali sul toro bidimensionale in modo da conservarne le caratteristiche 
qualitative. Inoltre è stato dato un apporto numerico sostanziale allo studio 
dell'operatore di Schroedinger quasi-periodico. 
Sempre utilizzando il 
calcolo numerico del numero di rotazione, e' stato possibile risolvere un problema 
connesso con una particolare equazione alle derivate parziali, problema ritenuto 
finora insolubile. 
Piu' in generale lo studio di sistemi di equazioni differenziali ordinarie si 
e' concretizzato nello studio di certi sistemi dissipativi a n gradi di 
liberta', per i quali e' stata trovata un' estensione del metodo di 
Krylov-Bogoliuboff, che fornisce non solo la soluzione, ma anche la 
conoscenza qualitativa di certe peculiarita' del sistema. 

È stato studiato il comportamento degli autovalori quasi difettivi delle 
matrici di Bessel, fornendo una stima della loro distanza dalla più vicina 
matrice difettiva. 


Approssimazione di distribuzioni discrete di probabilità e applicazione 
all'inversione della trasformata Z. 

Sono stati dati risultati di esistenza, convergenza in entropia e di 
stabilità numerica per la ricostruzione mediante la tecnica della Massima 
Entropia di distribuzioni di probabilità sia discrete che continue. 
I problemi di stabilità numerica hanno ridotto l’applicabilità del metodo 
della Massima Entropia al caso di poca informazione (numero di momenti limitato); 
tuttavia la garantita positività della soluzione trovata rende lo strumento 
interessante anche per l’inversione della trasformata Z. 

Trattamento di curve e superfici 

Sono stati proposti semplici modelli geometrici per la generazione di forme 
del Design e dell'Architettura. 

Per le pubblicazioni vedasi punto 11. 

Atti di Conferenze 

Tagliani A.: Stima di distribuzioni discrete di probabilità e principi di informazione - Atti XXI Convegno AMASES, 663-674, Settembre 1997, Roma. 

Tagliani A.: Inversione della trasformata di Laplace sull'asse reale per densità di probabilità - Atti XXII Convegno AMASES, 503-517, Settembre 1998, Genova. 

F. Calio', E. Marchetti : Linear algebra and creative process (in corso di stampa) Proceedings of the International Conference Generative Art 99, Milano, 1-3/12/99, Ed. Dedalo, Roma (2000) 

F. Calio', E. Marchetti : Generation of architectural forms with linear algebra (inviato) Proceedings of Nexus 2000 (Architecture and Mathematics), Ferrara, 4-7/6/2000 

Rapporti 

Pavani R.: Nearly-defective complex eigenvalues (in Bessel matrices) - Quad. Dip. Mat. Politecnico di Milano, N.308/P, Marzo 1998. 

Frontini M., Gotusso L.: Recent results on conservative linear and nonlinear models for a discrete vibrating string – Quad. Dip. Mat. Politecnico di Milano, N. 297/P, Novembre 1997. 

F. Calio', E. Marchetti : An algorithm based on q.i. modified splines for singular integral models inviato per la stampa a Comp. & Math. With Appl. (1999) 

F. Calio', E. Marchetti : Generalized Prandtl's equation : a numerical model Preprint su Quad. Dip. Mat. Politecnico di Milano, N. 393/p (1999) 

F. Calio', E. Marchetti : Integro-differential models : a program code Ann. Univ. Ferrara-Sez. VII-Sc. Mat. Supplemento al Vol. XLV (2000) 

Frontini M., Gotusso L.: Discrete conservative models for the simulation of the motion of a vibrating string or rod Ann. Univ. Ferrara-Sez. VII-Sc. Mat. Supplemento al Vol. XLV (2000) 

M. Frontini - A. Tagliani: Inverse Z transform for probability mass functions Ann. Univ. Ferrara-Sez. VII-Sc. Mat. Supplemento al Vol. XLV (2000) 

L. Ferrari, L. Peccati, A. Tagliani : Different Health Policies in integrated Economic-Epidemiological 
Model, Quaderno n.45/1999 IMQ Universit'{a} Bocconi, 1999. 

Pavani R., Talamo R. On the oscillations of certain dissipative systems with n degrees of freedom, inviato per la stampa con 
preprint in Quad. Dip. Mat. N.364/P, Giugno 1999. 


Partecipazione a convegni 


Tricomi's ideas and contemporary applied mathematics, Roma 28-29/11/97, 
Torino 1-2/12/97 

F. Caliò, E. Marchetti (partecipazione) 



Convegno su Calcolo scientifico e didattica, Roma 26-28/2/98 

L. Gotusso (partecipazione) 
F. Caliò, E. Marchetti : Tradizionali percorsi didattici rinnovati attraverso 
l'uso di un particolare software didattico. 

Convegno Nazionale di Analisi Numerica, Montecatini Terme 15-17 Aprile 1998 

R. Pavani (partecipazione) 

La Matematica per l'Architettura, Ferrara 19-20/5/98 

F. Caliò, E. Marchetti: Può l'Algebra lineare potenziare il pensiero creativo? 



Convegno su Analisi funzionale e applicazioni, Varenna 10-12/9/98 

F. Caliò, E. Marchetti, M. Frontini (partecipazione) 
L. Gotusso (conferenza su invito) : Modelli discreti per lo studio della corda e 
verga vibranti. 




Generative Art 1998, Milano 16-18/12/98 

F. Caliò, E. Marchetti (partecipazione) 



La matematica la fisica e il mondo civile, Milano, 14/10/97 

M. Frontini - L. Gotusso (partecipazione) 



MATLAB conference 1997, Torino, 22-23/10/97 

M. Frontini (partecipazione) 



Fabes Lectures on Real Analysis & PDE’s, Milano, 10-12/6/98 

M. Frontini (partecipazione) 



International workshop on Orthogonal Polynomials Numerical and Symbolic Algorithms - 
Leganés (Madrid), 29/6-2/7/98 

M. Frontini, A. Tagliani (partecipazione) 



Sixth SIAM Conference on Applied Linear Algebra, 29 Ott.-1 Nov. 1997, Snowbird, Utah. 

R. Pavani: Nearly-defective eigenvalues in finite precision 


XXI convegno AMASES - Roma, 9-12 Settembre 1997 

A. Tagliani: Stima di distribuzioni discrete di probabilità e principi di informazione 


XXII Convegno AMASES - Genova, 9-12 Settembre 1998 

A. Tagliani: Inversione della trasformata di Laplace sull'asse reale per densità di 
probabilità 

Metodi Numerici per la Finanza, Venezia, 7 maggio, 1999 

M. Frontini (partecipazione) 
A. Tagliani: Numerical methods for pricing occupation time derivatives. 

Ordinary Differential Equations and Applications, Bressanone 31 Maggio- 2 Giugno 1999 

R. Pavani (partecipazione) 

Workshop on Numerical Dynamical Systems, Dipartimento di Matematica del Politecnico 
di Milano, 16-18 Giugno 1999 

F. Calio' - M. Frontini - L. Gotusso - E. Marchetti - R. Pavani (partecipazione) 

XXIII Convegno AMASES, 9-12, Settembre 1999, Cosenza 

A. Tagliani: Discretely sampled asian options. Part I: the model and the numerical 
analysis. 

XVI Congresso U.M.I., Napoli 13-18/9/99 

M. Frontini (partecipazione) 
F. Calio'- E. Marchetti : Software grafico per la realizzazione di trasformazioni algebriche lineari 

Second Turin Fortnight on Nonlinear Analysis, Dynamical Systems, Torino, 23-24 Settembre 1999 

R. Pavani (partecipazione) 

Generative Art 1999, Milano 1-3/12/99 

L. Gotusso - R. Pavani (partecipazione) 
F. Calio'-E. Marchetti : Linear algebra and creative process 

Analisi Numerica (metodi e software matematico), Ferrara 19-21/1/2000 

L. Gotusso (partecipazione) 
F. Calio'-E. Marchetti : A program code for the numerical solution of integro-differential models 
M. Frontini - A. Tagliani: Inverse Z transform for probability mass functions. 
R. Pavani: Nearly defective complex eigenvalues in Bessel matrix. 

Matlab Conference 2000, Bologna 8-9 Febbraio 2000 

E. Garavaglia, R. Pavani : Sviluppo di un' applicazione riguardante la didattica della 
matematica presso la Facolta' di Architettura di Milano. 

Collaborazioni 

M. Frontini - L. Gotusso hanno collaborato con il Prof. D. Greenspan dell'universita' 
di Arlington. L. Gotusso e' stata ad Arlington dal 27/8/99 al 6/9/99 dove ha tenuto 
la conferenza su invito: "Discrete and continuous models for the vibrating string and rod". 

F. Calio' ed E. Marchetti hanno collaborato con il Prof. Ph. Rabinowitz 
(The Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel). 

R. Pavani collabora con il Prof. Russell Johnson, Dipartimento di Sistemi e 
Informatica, Facolta' di Ingegneria, Universita' di Firenze. 

Visitatori invitati: 

M. Frontini e A. Tagliani hanno collaborato con il Prof. Henryk Gzyl 
(Università di Caracas Venezuela), invitato come visitatore in settembre 98. 

Il Prof. Donato Trigiante dell' Universita' di Firenze ha tenuto due conferenze il 25 Novembre 1999 dal titolo: 
1) Metodi numerici per sistemi hamiltoniani 
2) Metodi numerici per equazioni stiff


10. Pubblicazioni

 

 

1. M. Frontini, L. Gotusso. On the vibrating string and rod free to slide, at both end points, on a vertical guide, 
accettato da Comp. & Math. with Appl 1999.
2. Frontini M., Gotusso L.: A conservative nonlinear model for a discrete vibrating string fixed at the end points, Dynamic Systems and Applications 7, (1998) 329-344. 



11. Prodotti della Ricerca eseguita


Pubblicazioni su riviste 

Frontini M., Gotusso L.: A discrete conservative model for the linear vibrating string and rod - in corso di stampa su Comp. & Math. With Appl. Vol 33, 10 (1997) 53-65. 

Frontini M., Tagliani A.: Entropy Convergence in Stieltjes and Hamburger Moment Problem - Appl. Math. and Comp 88 (1997) 39-51. 

Frontini M., Tagliani A.: Maximum Entropy and Lacunary Stieltjes Moment Problem - Appl. Math. and Comp. 97 (1997) 183-196. 

F. Calio', E. Marchetti : A numerical model for the solution of Cauchy singular integral equations Rend. Ist. Lombardo (Rend. Sci.) A131, (1997) 13-25 

Frontini M., Gotusso L.: Conservative linear models for the vibrating string and rod free to slide, at one end point, on a vertical guide - Comp. & Math. with Appl. Vol. 35, 6 (1998) 41-50. 

Frontini M., Gotusso L.: A conservative nonlinear model for a discrete vibrating string fixed at the end points, Dynamic Systems and Applications 7, (1998) 329-344. 

Frontini M., Tagliani A.: Maximum Entropy in the Generalized Moment Problem – in corso di stampa su J. Math. Physics. 

Sacco R., Gatti E., Gotusso L.: A nonconforming exponentially fitted finite element method for two-dimensional drift-diffusion models in semiconductors, Numer. Meth. Part. Diff. Eq. 2, (199) 133-150. 

Berizzi A., Piovan U., Silvestri A., Zaninelli D., Pavani R.: The complete symbolic factorization for the security analysis of power systems - European Transaction on Electrical Power,8,3 (1998) 167-173. 

Tagliani A.: Inverse two-sided Z transform and moment problem - Applied Mathematics and Computation, Vol.90 (1998) 157-170. 

Tagliani A.: Inverse two-sided Laplace transform for a probability density function - J. of Computation and Applied Mathematics , Vol.95, (1998) 125-138. 

Tagliani A.: Esistenza e convergenza di distribuzioni di probabilità simmetriche discrete con momenti assegnati - Statistica, anno LVIII, n.1, (1998) 109-126. 

Tagliani A.: Existence and stability of a discrete probability distribution by maximum entropy approach - Applied Mathematics and Computation, 1998. 

Tagliani A.: Hausdorff moment problem and maximum entropy: a unified approach - Applied Mathematics and Computation, 1998. 

M. Frontini, L. Gotusso. On the vibrating string and rod free to slide, at both end points, on a vertical guide, 
accettato da Comp. & Math. with Appl 1999. 

Pavani R.: Nearly-defective complex eigenvalues in Bessel matrix, Lin. Alg. Appl. ,295 (1999), 
117-132. 

Pavani R., Talamo R., About the integration of a class of differential systems on the t 
wo-torus, accettato da Nonlinear studies nel Dicembre 1998. 

Fabbri R., Johnson R., Pavani R. On the nature of the spectrum of the quasi-periodic Schroedinger operator, 
accettato da Nonlinear Analysis nel Dicembre 1999 

A. Tagliani: Hausdorff moment problem and maximum entropy: a unified approach'' 
Applied Mathematics and Computation, Vol.105, pag.291-305, 1999. 

H. Gzyl, Y. Vel'{a}squez, A. Tagliani:''A comparative study of some reconstruction methods for linear inverse 
problems'', Mathematicaland Computer Modelling, Vol.30, (1999), pag.159-167. 

A. Tagliani: ''Maximum entropy in the discrete generalized moment problem'', 
Statistica, 1999, accettato 

A. Tagliani: ''Discrete probability distributions in the generalized moment problem'', 
Applied Mathematics and Computation, 1999, accettato 

A. Tagliani: ''Numerical aspects of finite Hausdorff moment problem by maximum entropy 
approach'', Applied Mathematics and Computation, 1999, accettato 

A. Tagliani: ''Recovering a probability density function from its Mellin Transform'', 
Applied Mathematics and Computation, 1999, accettato 

A. Tagliani: ''Inverse Z transform and moment problem'', Probability in Engineering 
and Informational Sciences, 1999, accettato


12. Componenti dell'Unità di ricerca che hanno effettivamente partecipato alla ricerca
Personale docente

 

 

 

cognomenomequalificafacoltàdipartimento/istituto
Università
mesi uomo dal modello
I anno
mesi uomo dal modello
II anno
mesi uomo effetiv. impegnati
I anno
mesi uomo effetiv. impegnati
II anno
nota
1. CALIO' Franca prof. associato Facolta' di INGEGNERIA MATEMATICA
Politecnico di MILANO
11 11 11 11
2. FRONTINI Marco prof. associato Facolta' di INGEGNERIA
Politecnico di MILANO
11 11 11 11
3. GOTUSSO Laura prof. ordinario Facolta' di INGEGNERIA MATEMATICA
Politecnico di MILANO
11 11 11 11
4. MARCHETTI Elena prof. associato Facolta' di ARCHITETTURA MATEMATICA
Politecnico di MILANO
11 11 11 11
5. PAVANI Raffaella ricercatore Facolta' di INGEGNERIA IV MATEMATICA
Politecnico di MILANO
11 11 11 11
6. TAGLIANI Aldo prof. associato Facolta' di ECONOMIA INFORMATICA E STUDI AZIENDALI
Universita' degli Studi di TRENTO
11 11 11 11



Altro personale


 

CognomeNomeQualificaFacoltàDipartimento/Istituto
Università/Ente
mesi uomo
effetiv.
impegnati
I anno
mesi uomo
effetiv.
impegnati
II anno
Nota



Personale a contratto


 

CognomeNomeQualificaFacoltàDipartimento/Istituto
Università/Ente
Inizio
del
contratto
Durata
del
contratto
in mesi
Costo
in lire
mesi uomo
I anno
mesi uomo
II anno
Nota



13. Note relative ai componenti (p.12)




14. Risorse umane complessivamente ed effettivamente impegnate

 

 

 

mesi uomo
I anno
mesi uomo
II anno
Totale
mesi uomo
da personale universitario 66 66 132
altro personale 0
personale a contratto 0



15. Dati complessivi relativi al programma


 

 

(numero)
partecipazioni a convegni:
in Italia 42
all'estero 3
articoli pertinenti pubblicati:
su riviste italiane con referee 3
su riviste straniere con referee 21
su altre riviste italiane 0
su altre riviste straniere 0
comunicazioni a convegni/congressi internazionali 1
comunicazioni a convegni/congressi nazionali 13
rapporti interni 9
brevetti depositati 0



16. Tabella delle spese sostenute: cifre spese, rimaste da pagare o impegnate(*)
(*) Da Impegnare LIMITATAMENTE a Pubblicazioni e Partecipazioni a Convegni e Congressi SOLAMENTE se inerenti i risultati della Ricerca cofinanziata per i quali si richiedera' successiva rendicontazione

 

Voce di spesa Spese indicate nel modello
(in altro:
voce B - pers. a contratto)
Fondi utilizzati
I anno
(relaz.)
Pagato
I anno
Pagato
II anno
Rimane da pagareImpegnatoTotale spese sostenuteDescrizione
Materiale inventariabile 0 0 20.977.886 20.977.886 2 PC e libri.
Grandi Attrezzature 0 0 0 0
Materiale di consumo 0 5.986.891 5.986.891 Software, cancelleria e spese bancarie.
Spese per calcolo ed elaborazione dati 0 0
Personale a contratto 0 0 0
Servizi esterni 0 8.757.898 8.757.898 Compensi per conferenze e prestazioni d'opera.
Missioni 0 15.536.270 15.536.270
Altro(*) 60.000.000 0 741.055 741.055 Reprints
Totale60.000.000 0 0 52.000.000 0 0 52.000.000




 

(in lire)
Totale finanziamento assegnato 52.000.000
Totale spese sostenute 52.000.000
Fondi non utilizzati
(vedi nota n.2235 del 19.10.99)
0




 

Si ricorda che ogni variazione rispetto al Programma Iniziale sulla composizione delle Unità Operative e sulla diversa utilizzazione dei Fondi, doveva essere comunicata al Dipartimento Affari Economici come da nota n. 1709 del 22.7.98.


 

(per la copia da depositare presso l’Ateneo e per l’assenso alla diffusione via Internet delle informazioni riguardanti i programmi finanziati legge del 31.12.96 n° 675 sulla "Tutela dei dati personali")



 

Data 15/02/2000 17:02 Firma ...................................................................