Evolutionary Computation

This book presents several recent advances on Evolutionary Computation, specially evolution-based optimization methods and hybrid algorithms for several applications, from optimization and learning to pattern recognition and bioinformatics. This book also presents new algorithms based on several analogies and metafores, where one of them is based on philosophy, specifically on the philosophy of praxis and dialectics. In this book it is also presented interesting applications on bioinformatics, specially the use of particle swarms to discover gene expression patterns in DNA microarrays. Therefore, this book features representative work on the field of evolutionary computation and applied sciences. The intended audience is graduate, undergraduate, researchers, and anyone who wishes to become familiar with the latest research work on this field

A high-fidelity multiphysics system for neutronic, thermalhydraulic and fuel-performance analysis of Light Water Reactors

Das Verhalten des Kerns in einem Leichtwasserreaktor (LWR) wird von neutronenphysikalischen, thermohydraulischen und thermomechanischen Phänomenen dominiert. Komplexe Rückkopplungsmechanismen verbinden diese physikalischen Bereiche. Einer der aktuellen Tendenzen in der Reaktorphysik ist daher die Implementierung von Multiphysik-Methoden, die diese Wechselwirkungen erfassen, um eine konsistente Beschreibung des Kerns zu liefern. Ein weiterer wichtiger Arbeitsbereich ist die Entwicklung von High-Fidelity-Rechenprogrammen, die die Modellierungsauflösung erhöhen und starke Vereinfachungen eliminieren, die in räumlich homogenisierten Simulationen verwendet werden. Multiphysik- und High-Fidelity-Methoden sind auf die Verfügbarkeit von Hochleistungsrechnern angewiesen, die die Machbarkeit und den Umfang dieser Art von Simulationen begrenzen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Multiphysik-Simulationssystems, das in der Lage ist, gekoppelte neutronenphysikalische, thermohydraulische und thermomechanische Analysen von LWR-Kernen mit einer High-Fidelity-Methodik durchzuführen. Um dies zu erreichen, wird die Monte-Carlo-Teilchentransportmethode verwendet, um das Verhalten der neutronenphysikalischen Effekte zu simulieren, ohne auf größere physikalische Näherungen zurückzugreifen. Für die Abbrandrechnungen bezüglich des gesamten Kerns, wird eine gebietsbezogene Datenaufteilung der Partikelverfolgung vorgeschlagen und implementiert. Die Kombination der Monte-Carlo-Methode mit der Thermohydraulik auf Unterkanalebene und eine vollständige Analyse des Brennstoffverhaltens aller Brennstäbe beschreibt eine extrem detaillierte Darstellung des Kerns. Die erforderliche Rechenleistung erreicht die Grenzen aktueller Hochleistungsrechner. Auf der Softwareseite wird ein innovativer objektorientierter Kopplungsansatz verwendet, um die Modularität, Flexibilität und Wartbarkeit des Programms zu erhöhen. Die Genauigkeit dieses gekoppelten Systems von drei Programmen wird mit experimentellen Daten von zwei in Betrieb befindlichen Kraftwerken, einem Pre-Konvoi DWR und dem Temelín II WWER-1000 Reaktor, bewertet. Für diese beiden Fälle werden die Ergebnisse der Abbrandrechnung des gesamten Kerns anhand von Messungen der kritischen Borkonzentration und des Brennstabneutronenflusses validiert. Diese Simulationen dienen der Darstellung der hochmodernen Modellierungsfähigkeiten des entwickelten Werkzeugs und zeigen die Durchführbarkeit dieser Methodik für industrielle Anwendungen

Nonlinear Dynamics

This volume covers a diverse collection of topics dealing with some of the fundamental concepts and applications embodied in the study of nonlinear dynamics. Each of the 15 chapters contained in this compendium generally fit into one of five topical areas: physics applications, nonlinear oscillators, electrical and mechanical systems, biological and behavioral applications or random processes. The authors of these chapters have contributed a stimulating cross section of new results, which provide a fertile spectrum of ideas that will inspire both seasoned researches and students