Numero
Veckoblad om forskning, undervisning och administration, m.m.

27
5 oktober 1998
Årgång 28

 

Numero är institutionstidningen vid Nada - institutionen för numerisk analys och datalogi, KTH. Numero utkommer normalt på fredagsförmiddagar under terminstid. Manus måste lämnas in före kl. 10 på torsdagar.

Manus, tips, förslag och andra bidrag till Numero kan lämnas på något av följande sätt:

Bidrag för artiklar och notiser bör i möjligaste mån vara färdigformulerade och korrekturlästa.

Varje Numeronummer utkommer i två former:

Numeroredaktionen består av Peter Svanberg. Ansvarig utgivare är Ingrid Melinder. Numeros innehåll uttrycker inte institutionens officiella ståndpunkt annat än då detta anges.

Ibland refereras till Numeropärmen. Det är en pärm som finns i bokhyllan i Nadas fikarum på plan 4, i vilken kompletterande information sätts in, försett med nummer på formen 98:NNX.

Numero rättar: Titeln på Anders Näslunds disputation

...är Bit Extraction, Hard-Core Predicates and the Bit Security of RSA och inget annat.

Red.


 

 

Kalendarium

må. 5 okt.

10.00

Disputation: Bit Extraction, Hard-Core Predicates and the Bit Security of RSA, Mats Näslund, TCS, Nada. Lokal: Kollegiesalen.

må.
5 okt.

14.00-15.30

CAS-seminarium: Neuro Fuzzy Control for Basic Mobile Robot Behaviours, Jelena Godjevac LAMI, EPFL, Lausanne. Rum BB2, Fiskartorpsvägen 15.

ti.
6 okt.
11.00-12.00

Seminarium i teoretisk datalogi: Tornado codes, Michael Luby, International Computer Science Institute and Digital Fountain, Inc. Lokal: E32 (Lindstedtsv. 3).

to.
15 okt.
10.00

Licentiatseminarium: A Finite Element Based Level-Set Method for Multiphase Flow Simulationa, Anna-Karin Tornberg, Nada. Lokal: sal E32.

fr.
16 okt.
10.00

High Performance Computing in Fluid Dynamics and Electromagnetics, Anders Ålund, Nada. Lokal: sal D41.

fr.
16 okt.
14.00

Disputation: Multiscale and Multiphase Methods for Wave Propagation, Olof Runborg, Nada. Lokal: Kollegiesalen.


Stipendier från Svenska institutet (SI)

Jag har ett exemplat av skriften: "Stipendier till utlandet. Aktuellt från september 1998". Alla som är intresserade får mer än gärna komma och ta del av den. Jag sitter på plan 6 i rum 1629.

Karin Molin


Gästföreläsning på DSV

Adam Cheyer, SRI International håller gästföreläsning på tisdag (6 okt.) kl 13.00 under rubriken Agent-based Computing and the Open Agent Architecture. Lokal: seminarierum 312, Electrum. Se <http://www.dsv.su.se/seminars/gast.html>.


 

 

CAS-seminarium

Invitation to CAS Seminar Monday 5 October @ 14.00-15.30 in room BB2, Fiskartorpsvägen 15

Henrik I. Christensen

Neuro Fuzzy Control for Basic Mobile Robot Behaviours

Jelena Godjevac LAMI, EPFL, Lausanne

Fuzzy systems are able to treat uncertain and imprecise information; they make use of knowledge in the form of linguistic rules. Their drawbacks are caused mainly by the difficulty of defining accurate membership functions and lack of a systematic procedure for the transformation of expert knowledge into the rule base. I will discuss the design of parameters of fuzzy controllers and show that this can be a complex task because of the non-linear effects they have on the system response.

After, I will present a method for the design and analysis of a fuzzy controller. The main idea is to apply an on-line adaptive algorithm to automatically adjust the parameters of the fuzzy controller, depending on its inputs and desired outputs. A method for the extraction of linguistic rules from the adapted parameters will also be introduced. The knowledge acquired during adaptation can be represented in a clear and intuitive syntax.

The validity of this method has been tested on a function approximation problem as well as on the navigation of a miniature mobile robot Khepera. I will show that the robot can successfully learn the desired behaviours, even with noisy sensors and large rule bases.

I will conclude my talk with a small review of the robots made in my laboratory.


Pengar från STINT

STINT, Stiftelsen för internationalisering av högre utbildning och forskning, utlyser stipendier:

  • Samarbete med universitet och högskolor i Republicen Korea, Taiwan, Hongkong SAR, Indonesien och Egypten
  • Postdoktorsstipendium
  • Programme for Teaching Excellence
  • Visiting Scientists/Scholars Programme
  • Fellowshops Programme

Information och blanketter finns i Numeropärmen (98:27D).


 

 

 

 

Seminarium i teoretisk datalogi

TITLE: TORNADO CODES (Practical erasure codes based on random irregular graphs)

SPEAKER: Michael Luby, AFFILIATION: International Computer Science Institute and Digital Fountain, Inc.

ABSTRACT: We introduce Tornado codes, a new class of erasure codes. These randomized codes have linear-time encoding and decoding algorithms. They can be used to transmit over lossy channels at rates extremely close to capacity. The encoding and decoding algorithms for Tornado codes are both simple and faster by orders of magnitude than the best software implementations of standard erasure codes. We expect Tornado codes will be extremely useful for applications such as reliable distribution of bulk data, including software distribution, video distribution, news and financials distribution, popular web site access, database replication, and military communications.

Despite the simplicity of Tornado codes, their design and analysis are mathematically interesting. The design requires the careful choice of a random irregular bipartite graph, where the structure of the irregular graph is extremely important. We model the progress of the decoding algorithm by a simple AND-OR tree analysis which immediately gives rise to a polynomial in one variable with coefficients determined by the graph structure. Based on these polynomials, we design a graph structure that guarantees successful decoding with high probability.

Plats: E32, Lindstedsvägen 3

Tid: Tisdag 6 oktober, 11.00-12.00

Välkomna

Johan Håstad


Ny tvärvetenskaplig kurs: Termiskt brus och biologiska system

Frågor, metoder och problem från molekylärbiologi och evolutionsbiologi har all anledning att intressera matematiker, dataloger och naturvetare med mycket vitt skilda bakgrund. Kursens förstahandsmål är att ge en inblick i dessa fascinerande områden för den som inte tidigare har kommit i kontakt med dem.

Kursstart: tisdagen den 13:te oktober kl.10 i rum 306 på Matematiska institutionen (SU), hus 6/plan 2, Roslagsvägen 101 (Kräftriket), Stockholm.

Kursledare: Erik Aurell, Matematiska Institutionen (SU), tfn. 16 45 34 alt. 790 77 84, <eaurell@matematik.su.se>.


 

 

 

Stipendier

Kungl. Vetenskapsakademien utlyser forskar- och "postdoc"-stipendier för studier i utlandet. http://www.kva.se/


Konferens: Studerandeaktiva arbetsformer i gynmnasie- och högskola

Centrum för skolutveckling och Centrum för universitetspedagogik inbjuder till konferens under ovanstående rubrik i Linköping 16-17 november. Mera information i Numeropärmen (98:27E) och på adressen <http://www.liu.se/org/fba/>.


Göteborgare i Stockholm?

Kungl och Hvitfeldtska stipendieinrättningen delar ut stipendium till personer med anknytning till Göteborg. Numeropärmen 98.27B.


Kurs: Att undervisa i akademiskt skrivande

Enheten för pedagogisk utveckling (SU) anordnar en minikurs under ovanstående rubrik tisd. 13 oktober kl 13.00-16 i sal F263. Anmälan senast 9 oktober. Numeropärmen 98.27C.


 

Olof Runborg disputerar

Olof Runborg, Nada, disupterar fredagen den 16 oktober kl 14.00 i Kollegiesalen. Fakultetsopponent prof. Stanley Osher, UCLA, handledare prof. Björn Engquist, Nada.

Multiscale and Multiphase Methods for Wave Propagation

In this thesis we consider multiple scale problems in numerical computations of propagating waves.

We first study the case of high frequency waves, where fine scales are present in the initial or the boundary data. The traditional geometrical optics approximation cannot handle solutions with multiple phases, corresponding to crossing rays. We derive a new family of equations that accommodate solutions containing more than one phase. These equations are based on the same high frequency approximation of the scalar wave equation as the classical eikonal and transport equations. However, they also incorporate a finite superposition principle. The maximum allowed number of intersecting waves in the solution can be chosen arbitrarily, but a higher number means that a larger system of PDEs must be solved. The PDEs form a hyperbolic system of conservation laws with source terms. A numerical study shows that the equations perform well on a variety of homogeneous and inhomogeneous problems. The technique we use to capture multi-valued solutions is based on two different closure assumptions for a system of equations representing the moments.

Next, we analyze the case when there are fine scales in the differential operator, typically a rapidly varying material coefficient. We describe a systematic technique for the derivation of subgrid scale models in the numerical solution of partial differential equations, in particular for wave propagation problems modeled by the Helmholtz equation. The technique is based on sparse approximation of the numerically homogenized operator, obtained through wavelet projections of the discrete operator. As numerical testing suggests, the resulting numerical method will accurately represent subgrid scale phenomena on a coarse grid. Applications to numerical homogenization and wave propagation in materials with subgrid inhomogeneities are presented.

Finally, we apply the numerical homogenization techniques to a problem in fiber optics, where high frequency waves interact with a small scale structure of gratings in a waveguide. Fine scales are thus present both in the operator and in the boundary data. We show that the homogenized operator can be analyzed and identified with a one-dimensional model of the waveguide. We also demonstrate the use of the homogenized operator as a subgrid model.


 

 

Licentiatseminarium 1: Anna-Karin Tornberg

Anna-Karin Tornberg, Nada, håller licentiatseminarium torsdagen den 15 oktober kl 10.00 i sal E32. Handledare Björn Engquist, granskare prof. Stanley Osher, UCLA.

A Finite Element Based Level-Set Method for Multiphase Flow Simulations

A numerical method based on a level-set formulation for incompressible two-dimensional multiphase flow is presented. A finite element discretization is used, and the method is designed to handle specific features of this problem, such as surface tension forces acting at the interfaces separating two immiscible fluids, as well as the density and viscosity jumps that in general occur across such interfaces.

There are advantages of the finite element method for this problem inherent from the weak formulation of the Navier-Stokes equations. Differentiation of the discontinuous viscosity is avoided and the singular surface tension forces are included in the formulation through the evaluation of an easily approximated line integral along the interface (the analogue in three dimensions would be a surface integral). An additional advantage of the finite element method is the ability to perform the computations with variable spatial resolution on domains of different geometrical shapes.

Integrals in the weak formulation including the discontinuous density and viscosity need to be evaluated. A rigorous analysis of the errors associated with the evaluation of these integrals is presented and smooth discretizations of the discontinuous quantities, designed to minimize the quadrature errors, are introduced.

To illustrate the abilities of the method, numerical tests are presented. For the case of a rising buoyant bubble, the results are compared to results obtained when the level-set method is replaced by a front-tracking method, combined with the same finite element method. The front-tracking method is not suitable for simulating problems including topology changes, such as when merging or splitting of bubbles or drops occur. The simulations including topology changes have therefore only been performed using the level-set technique.


Licentiatseminarium 2: Anders Ålund

Anders Ålund, Nada, håller licentiatseminarium fredagen den 16 oktober kl 10.00 i sal D41. Handledare Björn Engquist, granskare Bert Arlinger, SAAB.

High Performance Computing in Fluid Dynamics and Electromagnetics

In this thesis numerical methods for the solution of partial differential equations in fluid dynamics and electromagnetics are developed and studied.

 

(forts.)

Algorithms are implemented as computer programs to be run on high-performance workstation clusters and on parallel computers. The programs are parallelized using a domain decomposition technique and the PVM software system is used for explicit message-passing between the processors. Computational results for realistic objects of interest for the aircraft industry are presented and the performance of the parallel programs are evaluated. The main contributions are:

  • Numerical calculations of inviscid flow using two methods are presented. The first is a special transonic small perturbation (TSP) potential method using line relaxation to solve the non-linear equation and the second method solves the Euler equations using a time-stepping finite volume scheme designed by an explicit 4 stage expansion of the implicit Crank-Nicholson operator. Some aspects on numerical dissipation and physical consistency are also discussed. 3-D TSP results are given for a fighter-type aircraft configuration and a wing. For the Euler method, 3-D results for a wing and 2-D results for an airfoil are presented and compared with experiments.
  • The five kernel benchmarks of the NAS parallel benchmark (NPB) suite modeling the key characteristics of codes used in computational fluid dynamics are implemented on the PVM system, a software system for network-based concurrent computing. Results are presented of porting and executing the NPB kernels in three different cluster environments using workstations with Ethernet and FDDI networks. The results indicate that network-based parallel computing has the potential to be a viable technology for high-performance scientific computing.
  • The Euler and Navier-Stokes equations with a k-[epsilon] turbulence model are solved numerically with an explicit finite volume method on three different parallel computer platforms. The algorithm is parallelized using domain decomposition and both single grid and multigrid technique is used to compute steady state solutions. Analysis of the multigrid method leads to heuristic algorithm for the splitting and distribution of the computational blocks to provide a good load balance between the processors. Results are presented for a wing, a complete aircraft and an air inlet.
  • A parallel, 3-D finite difference time domain (FDTD) computer code solving the Maxwell equations for electromagnetics is developed. The code uses a Cartesian grid, handles a thin-wire sub-model, and is parallelized using domain decomposition. Numerical simulations of the electromagnetic interaction of a plane wave with a helicopter model are done in four different parallel computer environments where the performance of the code is evaluated.

 

EITs fonder

Härmed ledigförklaras stipendier ur EITs fonder enligt följande:

ALM-FONDEN

Fonden har till uppgift att främja undervisningen i elektroteknik vid KTH, fakulteten för Elektroteknik och Informationsteknik. Fonden är i första hand avsedd att sökas av lärare för studieresor. Även andra sökande kan komma ifråga.

GENERALDIREKTÖR WALDEMAR BORGQUISTS STIPENDIEFOND

Stipendium utdelas till sökande som är utexaminerad från Elektro, KTH och som avser att bedriva fortsatta studier med sikte på lic- eller doktorsexamen, specialstudier utomlands eller fortsätta ett betydelsefullt examensarbete utöver tre (3) månader.

TELEFONDIREKTÖR H.T. CEDERGRENS FOND

Stipendium utdelas till svenska elektrotekniker för studieresor eller praktisk verksamhet utomlands. Sökande bör ha 2-5 års praktisk erfarenhet efter civilingenjörsexamen.

E C ERICSONS FOND

Resestipendier till forskarstuderande eller yngre ingenjörer inom starkströmsteknik vid KTH.

STEN OCH LISA VELANDERS FORSKNINGSFOND

Fonden skall stöjda forskning inom kraftproduktion, kraftdistribution och kraftkonsumtion och är avsedd för lärare vid KTH och forskarstuderande i elektrisk anläggningsteknik. Även annan sökande kan komma ifråga.

GLÖDLAMPFABRIKERNAS STIPENDIEFOND

Stipendier utdelas till elektrotekniker med examen vid KTH för undersökningar eller experiment beträffande glödlampsfabrikation eller belysningsteknik.

Ansökan kan göras gemensamt till ovanstående fonder. Ange diarienummer 930-918-98, doss 33.

 

JOHN OCH KARIN ENGBLOMS STIPENDIEFOND

Fonden skall möjliggöra studieresor inom telekommunikationsområdet till USA för civilingenjörer, som är utbildade vid KTH. Fonden är i första hand avsedd för den som bedriver eller avser att bedriva forskarstudier. Utlandsvistelsen bör omfatta minst sex (6) månader. Stipendiets storlek beror på behov av kostnadstäckning och vistelsens längd. Stipendiet kommer även att kungöras under våren 1999. Utdelning kan även ske mellan de fasta utdelningstillfällena.

Ange diarienummer 930-919-98, doss 33

CIV ING ANDERS MALMES FOND

Fonden skall lämna bidrag till studerande inom utbildningslinjen för elektroteknik (företrädesvis starkström) som vill göra praktiktjänstgöring utomlands - främst i England, Tyskland och Frankrike. Även examensarbete kan komma ifråga. Stipendiet kommer även att ledigkungöras under våren 1999.

Ange diarienummer 930-920-98, doss 33

Ansökan skall innehålla:

  • redogörelse för vad stipendiet skall användas till,
  • sökt belopp,
  • ett gott bedömningsunderlag (betyg/betygsutdrag, intyg från handledare om examensarbete och/eller doktorandstudier, intyg om praktikplats, övriga handlingar som åberopas),
  • uppgift om examina vid KTH,
  • uppgift om medborgarskap.

I ansökan skall anges om andra stipendier söks för samma ändamål.

Ansökningar från samma institution eller forskargrupp bör sammanföras och innehålla en övergripande prioritering.

Närmare upplysningar kan erhållas från Kansli EIT, tel 08-790 8494 (som också kan ge utförligare uppgifter om de olika fondernas bestämmelser) eller högskolans registrator tel 08-790 7015.

Ansökan, med angivande av diarienummer enligt ovan skall inges senast 1998-11-01 till KTHs registratorskontor, 100 44 Stockholm.