The 2nd International Conference on Mathematical Modelling in Applied Sciences, ICMMAS’19, Belgorod, Russia, August 20-24, 2019 : book of abstracts

The proposed Scientific Program of the conference is including plenary lectures, contributed oral talks, poster sessions and listeners. Five suggested special sessions / mini-symposium are also considered by the scientific committe

Mathematical and Numerical Aspects of Dynamical System Analysis

From Preface: This is the fourteenth time when the conference “Dynamical Systems: Theory and Applications” gathers a numerous group of outstanding scientists and engineers, who deal with widely understood problems of theoretical and applied dynamics. Organization of the conference would not have been possible without a great effort of the staff of the Department of Automation, Biomechanics and Mechatronics. The patronage over the conference has been taken by the Committee of Mechanics of the Polish Academy of Sciences and Ministry of Science and Higher Education of Poland. It is a great pleasure that our invitation has been accepted by recording in the history of our conference number of people, including good colleagues and friends as well as a large group of researchers and scientists, who decided to participate in the conference for the first time. With proud and satisfaction we welcomed over 180 persons from 31 countries all over the world. They decided to share the results of their research and many years experiences in a discipline of dynamical systems by submitting many very interesting papers. This year, the DSTA Conference Proceedings were split into three volumes entitled “Dynamical Systems” with respective subtitles: Vibration, Control and Stability of Dynamical Systems; Mathematical and Numerical Aspects of Dynamical System Analysis and Engineering Dynamics and Life Sciences. Additionally, there will be also published two volumes of Springer Proceedings in Mathematics and Statistics entitled “Dynamical Systems in Theoretical Perspective” and “Dynamical Systems in Applications”

MS FT-2-2 7 Orthogonal polynomials and quadrature: Theory, computation, and applications

Quadrature rules find many applications in science and engineering. Their analysis is a classical area of applied mathematics and continues to attract considerable attention. This seminar brings together speakers with expertise in a large variety of quadrature rules. It is the aim of the seminar to provide an overview of recent developments in the analysis of quadrature rules. The computation of error estimates and novel applications also are described

Generalized averaged Gaussian quadrature and applications

A simple numerical method for constructing the optimal generalized averaged Gaussian quadrature formulas will be presented. These formulas exist in many cases in which real positive GaussKronrod formulas do not exist, and can be used as an adequate alternative in order to estimate the error of a Gaussian rule. We also investigate the conditions under which the optimal averaged Gaussian quadrature formulas and their truncated variants are internal

Appraisal of the self-organization and evolutionary dynamics of seismicity based on (non-extensive) statistical physics and complexity science methods

Θεμελιώδης πρόκληση σε πολλά επιστημονικά πεδία αποτελεί ο καθορισμός κανονικοτήτων και νόμων ανωτέρας κλίμακας σε σχέση με την υπάρχουσα γνώση για φαινόμενα κατωτέρας κλίμακας. Είναι πλέον αποδεκτό ότι o ενεργός τεκτονικός ιστός αποτελεί ένα κρίσιμο πολύπλοκο σύστημα, αν και δεν έχει ακόμη οριστικοποιηθεί αν είναι στατικό, δυναμικό/εξελικτικό, ή ένας χρονικά εξαρτημένος συνδυασμός αμφοτέρων. Σε κάθε περίπτωση, τα κρίσιμα συστήματα χαρακτηρίζονται από μορφοκλασματική ή πολυ-μορφοκλασματική κατανομή των στοιχείων τους, ισχυρές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κοντινών και μακρινών γειτόνων και διακοπτόμενη (ασυνεχή) έκφρασή τους. Οι ιδιότητες αυτές μπορούν να μελετηθούν με όρους Μη Εκτατικής Στατιστικής Φυσικής (ΜΕΣΦ). Πέραν του ρυθμού έκλυσης ενέργειας που εκφράζεται μέσω του μεγέθους (Μ), μέτρο των πιθανών συσχετίσεων αποτελεί ο παρέλθων χρόνος (Δt) και η υποκεντρική απόσταση (Δd) μεταξύ αλλεπάλληλων σεισμών πάνω από ένα κατώφλι μεγέθους σε μια περιοχή. Πρόσφατες έρευνες έδειξαν ότι, εάν οι κατανομές μεγέθους (Μ), χρονικής (Δt) και χωρικής (Δd) εξάρτησης μεταξύ διαδοχικών σεισμών θεωρηθούν ανεξάρτητες έτσι ώστε η από κοινού πιθανότητα p(M, Δt, Δd) να παραγοντοποιείται σε p(MUΔtUΔd) = p(M) p(Δt) p(Δd), τότε η συχνότητα εμφάνισης ενός σεισμού εξαρτάται πολλαπλώς όχι μόνο από το μέγεθος όπως πρόβλεπει ο νόμος Gutenberg – Richter αλλά και από τη χρονική και χωρική εξάρτηση διαδοχικών σεισμών. Αυτό, με τη σειρά του, σημαίνει ότι η αυτο-οργάνωση της σεισμικότητας θα πρέπει να εκδηλώνεται μέσω μιας συγκεκριμένης στατιστικής συμπεριφοράς της χρονικής και χωρικής εξάρτησης της (κατανομές νόμων δύναμης). Στην παρούσα διατριβή θα επιχειρηθεί η περιγραφή της σεισμικότητας με όρους ΜΕΣΦ, σε σεισμογενετικά συστήματα κατά μήκος του ορίου πλακών του ΒΑ-Β Ειρηνικού και της Βορείου Αμερικής, καθώς και στο σεισμογενετικό σύστημα του ελλαδικού χώρου-Δυτικής Τουρκίας. Η ανάλυση πραγματοποιείται σε πλήρης και ομαδοποιημένους καταλόγους σεισμών, όπου οι μετασεισμοί έχουν αφαιρεθεί με τη στοχαστική μέθοδο απομαδοποίησης του Zhuang et al., (2002). Η στατιστική συμπεριφορά της σεισμικότητας υποδεικνύει ότι η επιφανειακή σεισμικότητα των συστημάτων που μελετώνται είναι υποεκτατική, χαρακτηρίζεται από μακράς εμβέλειας συσχετίσεις και για το λόγο αυτό είναι αυτο-οργανωμένη και πιθανόν κρίσιμη. Ο βαθμός της υπο-εκτακτικότητας δεν είναι ομοιόμορφος, ούτε σταθερός, αλλά διαφέρει δυναμικά από σύστημα σε σύστημα, ενίοτε διαφέρει στη χρονική εξέλιξη και μπορεί να παρουσιάζει κυκλικότητα. Το μόνο σύστημα βαθειάς δομής (σεισμικότητα σε μεγάλα εστιακά βάθη) που εξετάζεται εδώ - η Αλεούτια ζώνη υποβύθισης- φαίνεται να παρουσιάζει στατιστική που περιγράφεται με όρους κατανομής Poisson (απουσία συσχέτισης). Τα αποτελέσματα που προκύπτουν υποδεικνύουν ότι η ΜΕΣΦ αποτελεί ένα εξαιρετικό εργαλείο για την φυσική περιγραφή της σεισμικότητας σε διάφορα σεισμογενετικά περιβάλλοντα. Ο μη εκτατικός φορμαλισμός θεωρείται το κατάλληλο μεθοδολογικό εργαλείο για να περιγράψει φυσικά συστήματα που δε βρίσκονται σε ισορροπία και έχουν μεγάλη μεταβλητότητα και πολυκλασματική δομή όπως η σεισμικότητα.A fundamental challenge in many scientific fields is to define norms and laws of higher-order in relation to the existing knowledge about phenomena of lower-order. It has been long suggested that the active tectonic grain comprises a self-organized complex system, therefore its expression (seismicity) should be manifested in the temporal and spatial statistics of energy release rates, and exhibit memory due to long-range interactions in a fractal-like space-time. Such attributes can be properly understood in terms of Non-Extensive Statistical Physics (NESP) In addition to energy release rates expressed by the magnitude M, measures of the temporal and spatial interactions are the time (Δt) and hypocentral distance (Δd) between consecutive events. Recent work indicated that if the distributions of M, Δt and Δd are independent so that the joint probability p(M, Δt, Δd) factorizes into the probabilities of M, Δt and Δd, i.e. p(MUΔtUΔd) = p(M) p(Δt) p(Δd), then the frequency of earthquake occurrence is multiply related, not only to magnitude as the celebrated Gutenberg – Richter law predicts, but also to interevent time and distance by means of well-defined power-laws consistent with NESP. The present work applies these concepts to investigate the dynamics of seismogenetic systems along the NE – N boundary of the Pacific and North American plates and the seismogenic zones of Greece – Western Turkey. The analysis is conducted to full and declustered (reduced) catalogues where the aftreshocks are removed by the stochasting declustering method of Zhuang et al., 2002.The statistical behaviour of seismicity suggests that crustal seismogenetic systems along the Pacific–North American plate boundaries in California, the seismogenic zones of Greece – Western Turkey, Alaska and the Aleutian Arc are invariably sub-extensive; they exhibit prominent operative long-range interaction and long-term memory, therefore they are self-organized and possibly critical. The degree of sub-extensivity is neither uniform, nor stationary but varies dynamically between systems and may also vary with time, or in cycles. The only sub-crustal system studied herein (Aleutian Subduction) appears to be Poissonian. The results are consistent with simulations of small-world fault networks in which free boundary conditions at the edges, (i.e. at the surface) allow for self-organization and criticality to develop, and fixed boundary conditions within, (i.e. at depth), do not. The results indicate that NESP is an excellent natural descriptor of earthquake statistics and appears to apply to the seismicity observed in different seismogenetic environments. The NESP formalism, although far from having answered questions and debates on the statistical physics of earthquakes, appears to be an effective and insightful tool in the investigation of seismicity and its associated complexity

Abstracts of manuscripts submitted in 1990 for publication

This volume contans the abstracts of manuscripts submitted for publication during calendar year 1990 by the staff and students of the Woods Hole Oceanographic Institution. We identify the journal of those manuscripts which are in press or have been published. The volume is intended to be informative, but not a bibliography. The abstracts are listed by title in the Table of Contents and are grouped into one of our five deparments, Marine Policy Center, Coastal Research Center, or the student category. An author index is presented in the back to facilitate locating specific papers