Forecasting using twinned principal curves and twinned self-organising maps

We extend the principal curves algorithm by creating twinned principal curves which extend through two related data sets simultaneously. The criteria for accepting a pair of data points as neighbours for any other pair of data points is that each of the relevant points must be close in the appropriate space. We illustrate the algorithm's predictive power on artificial data sets before using it to predict on a real financial time series. We compare the error from this twinning with that achieved by a related algorithm which twins self-organising maps

Analysis of the Precipitation and Growth Processes of the Intermetallic Phases in an Fe-Ni Superalloy

The chapter characterizes wrought iron-base superalloys and comprises two main parts. The first describes the chemical composition, microstructure, and precipitation reactions in Fe-Ni, Ni-Fe, and Fe-Cr superalloys. The second part presents the influence of prolonged aging on the precipitation and growth processes in an Fe-Ni superalloy of A-286 type. The prepared specimens, after solution heat treatment at 980°C/2 h/water, were aged at temperatures of 715°C, 750°C, and 780°C with the holding time of 0.5-500 h. Transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffraction were used to examine their structures. It was found, that application of a single-stage aging causes precipitation processes of γ’ - Ni3(Al,Ti), η - Ni3Ti, β - NiTi, G - Ni16Ti6Si7, and σ - Cr0.46Mo0.40Si0.14 intermetallic phases, as well as the carbide M23C6 and boride M3B2. The main phase precipitating during alloy aging was the γ’- type intermetallic phase. It was found that the mean diameter of γ’ phase precipitates increases as a function of the cube root of aging time, which is consistent with the predictions based on the Lifshitz-Slyozow-Wagner (LSW) theory. The determined value of activation energy for the process of γ’ phase coagulation in the examined alloy was E = 297 kJ/mole

The information content of conflict, social unrest and policy uncertainty measures for macroeconomic forecasting

El hecho de que los episodios de disturbios y conflictos sociales, tensiones políticas e incertidumbre sobre las políticas económicas afectan a la evolución de la economía es comúnmente aceptado en Economía. Sin embargo, la dimensión en tiempo real de tales interacciones no ha sido tan estudiada, y en concreto no está claro cómo se incorporarían dichas tensiones en los modelos de predicción al uso. Esto puede explicarse en parte por la división entre las contribuciones de la ciencia económica y la ciencia política en esta área, así como por la tradicional falta de disponibilidad de indicadores de alta frecuencia que midan tales fenómenos. Sin embargo, esta restricción se está volviendo cada vez menos limitante, gracias a la construcción de indicadores basados en análisis textuales. En este trabajo reunimos un conjunto de datos de medidas de lo que llamamos «inestabilidad institucional» para tres economías emergentes representativas: Brasil, Colombia y México. Dichos indicadores se introducen en un modelo estándar de predicciones (MIDAS) para el PIB trimestral. Los resultados muestran que la introducción de los indicadores que captan la inestabilidad institucional mejora el pronóstico del PIB trimestral respecto al uso de un conjunto amplio de indicadores estándar macroeconómicos y financieros de alta frecuencia.It is widely accepted that episodes of social unrest, conflict, political tensions and policy uncertainty affect the economy. Nevertheless, the real-time dimension of such relationships is less studied, and it remains unclear how to incorporate them in a forecasting framework. This can be partly explained by a certain divide between the economic and political science contributions in this area, as well as by the traditional lack of availability of high-frequency indicators measuring such phenomena. The latter constraint, though, is becoming less of a limiting factor through the production of text-based indicators. In this paper we assemble a dataset of such monthly measures of what we call “institutional instability”, for three representative emerging market economies: Brazil, Colombia and Mexico. We then forecast quarterly GDP by adding these new variables to a standard macro-forecasting model in a mixed-frequency MIDAS framework. Our results strongly suggest that capturing institutional instability based on a broad set of standard high-frequency indicators is useful when forecasting quarterly GDP. We also analyse the relative strengths and weaknesses of the approach

Study on photochromic behaviour of organic dyes in solution form using multilevel factorial design

Photochromic compounds, namely spiropyran, spirooxazine, and naphthopyran, have received much attention, be-cause of their high potential applications in various industrial fields. The aim of this study is to understand the be-havior of three photochromic dyes in solution form via statistical approach. The types of dyes and solvents were screened using multilevel factorial design. From the analysis of variance results, it was found that the types of dyes and solvents used as well as their interaction have significant effects on the absorbance and photostability. The naphthopyran compound displayed highest change in absorbance intensity, followed by spiropyran and spi-rooxazine, when dissolved in isopropanol separately. However, the spirooxazine is the most photostable dye com-pared to naphthopyran and spiropyran, with ethanol as the solvent.Copyright © 2021 by Authors, Published by BCREC Group. This is an open access article under the CC BY-SA License (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0).Keywords: Photochromism; spiropyran; spirooxazine; naphthopyran; factorial design; photostabilit

Une approche fonctionnelle pour l'estimation des taux de décomposition racinaire et flux de carbone associés contribution à l'estimation du potentiel de séquestration du carbone dans les sols agroforestiers

Dans un contexte de changement climatique et d'augmentation des teneurs en gaz à effet de serre, notamment du CO2 atmosphérique, il est crucial que les efforts de recherche soit ciblés sur les composantes encore peu connues du cycle du carbone (C). Notamment, les flux de C depuis les racines vers le sol, dont les généralisations sont encore très limitées, proviennent de 3 mécanismes : la respiration des racines, la rhizodéposition pendant la vie des racines (sécrétions racinaires, desquamation) et leur décomposition. Or les taux de décomposition des racines, et plus spécifiquement des racines fines, partie la plus active des systèmes racinaires, sont une composante encore peu connue mais importante des cycles de C terrestres. En effet, bien que la biomasse végétale souterraine représente souvent plus de la moitié de la biomasse végétale totale de l'écosystème, seulement 2% des études traitant du processus de décomposition portent sur les racines. Une meilleure compréhension des composantes racinaires des flux de C dans les sols pourrait permettre une optimisation de la séquestration de C dans les sols, notamment dans les sols agricoles, qui ont perdu environ la moitié de leur teneur en C par les changements d'utilisation des terres. L'objectif général de ce projet est de mieux appréhender les capacités de séquestration de C dans les sols agricoles, à partir d'une approche comparative utilisant les traits racinaires des espèces qui composent ces agrosystèmes. Plus précisément, cet objectif présenté dans un contexte de marché international du C, pourrait permettre de fournir une motivation économique aux cultivateurs pour planter des arbres dans leurs champs, et ainsi favoriser leur transition vers des systèmes agroforestiers (association d'arbres et de productions agricoles annuelles). Dans un premier temps, pour un suivi dynamique et in situ des processus racinaires, une méthode non invasive et non destructive d'estimation de la biomasse du système racinaire complet d'un individu a été testée. Cette technique par mesure de capacitance électrique est prometteuse car rapide et peu coûteuse. Le peu d'études l'ayant testée utilisaient principalement des plantes poussant en milieu hydroponique ou à base de sable. L'objectif de cette étude était de déterminer le potentiel de cette technique à estimer la biomasse racinaire de 10 espèces de plantes fourragères ou de culture poussant dans le sol et à différents stades de croissance. La relation entre capacitance et biomasse racinaire a été trouvée significative, mais trop faible pour des prédictions fiables. D'autre part, l'effet des interactions racinaires inter- ou intra-individuelles affectent la précision des mesures, et cet effet est d'autant plus marqué que les racines de l'espèces en question sont fines. Dans un deuxième temps, cette étude rapporte les taux de décomposition in situ d'une grande variété d'espèces d'arbres et d'herbacées utilisables en agroforesterie en lien avec leurs traits biochimiques et morphologiques, dans le but de mieux décrire les flux de C des racines vers le sol en s'affranchissant des références taxonomiques. L'accès aux données de pertes de biomasses racinaires peut se faire de manière relativement rapide et sur un large spectre fonctionnel grâce aux traits racinaires initiaux (i.e. mesurés sur des racines intactes) d'une part, mais aussi à partir des taux de décomposition des fractions de C pondérés par leurs proportions respectives. Dans un troisième temps, et pour mieux comprendre cette dynamique de décomposition du C organique racinaire, la dynamique de décomposition des fractions de C a été étudiée, mettant en évidence la décomposition préférentielle de certaines fractions de C facilement assimilables par rapport aux plus récalcitrantes. Les variations observées des taux de décomposition des fractions de C peuvent être prédites assez précisément par les traits racinaires initaux. Finalement, la combinaison des données de dynamique des fractions de C et des proportions de composés récalcitrants vs. facilement assimilables a permis d'obtenir un modèle prédictif précis de perte de C racinaire au cours du processus de décomposition. Les traits racinaires initiaux facilement mesurables ont montré un potentiel très prometteur de prédiction des taux de décomposition racinaires, mais aussi des différentes fractions de C et devraient se révéler utiles dans les modèles généraux de cycle de C du sol, notamment pour leur application aux systèmes agroforestiers

Non-Classical Crystallization Pathways in Eutectic-Forming Systems

Crystallization is the central process of synthesizing materials across length scales, with ubiquitous examples in synthetic, biogenic, and geologic environments. During crystallization a continuum of patterns could emerge due to the interplay of growth kinetics, material or solution chemistry, and crystallographic defects. In particular, solidification of eutectic alloys, characterized by the proximity of their compositions to a nonvariant point in the phase diagram, produces multi-phased micro- and nanostructures with diverse morphologies. This spontaneous pattern formation lies among the broader self-organization strategies that can be easily scaled to large areas, potentially enabling higher throughput and lower cost than serial processes. This dissertation sheds new light on non-classical pathways for eutectic crystallization, perplexing characteristics that cannot be satisfactorily explained nor predicted by classical nucleation and growth models. The scope of this work entails a platform combining advanced experimental techniques – precise synthesis along with multiscale, three-dimensional, and time-resolved measurements – and computational methods – computer vision and machine learning – for tracking eutectic formation at temperature and their structural evolution under external stimuli. The first thrust of this dissertation focuses on crystallization in the presence of chemical modifiers, and the second thrust on the emergence of two-phase metastable spirals and their response in extreme environments. Thrust one demonstrates cases in which the interaction of the modifier with the growing crystal is either synergistic, illustrated in a case study of Al-Si and Al-Ge eutectics, or antagonistic, shown in the growth of primary Si crystals. Thrust two focuses on spiral growth in the Zn-Mg system, and their behavior at elevated temperatures. These spirals are thermodynamically metastable, so their successful synthesis requires steering the system down certain kinetic pathways on intermediate time-scales. Collectively, our multi-modal characterization studies provide the necessary benchmark data for simulations of complex self‐organization patterns, thus expanding the horizon for the design of next‑generation alloys with superior properties.PHDChemical EngineeringUniversity of Michigan, Horace H. Rackham School of Graduate Studieshttps://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/155123/1/moniri_1.pd