Fractional Order Version of the HJB Equation

We consider an extension of the well-known Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) equation for fractional order dynamical systems in which a generalized performance index is considered for the related optimal control problem. Owing to the nonlocality of the fractional order operators, the classical HJB equation, in the usual form, does not hold true for fractional problems. Effectiveness of the proposed technique is illustrated through a numerical example.Comment: This is a preprint of a paper whose final and definite form is with 'Journal of Computational and Nonlinear Dynamics', ISSN 1555-1415, eISSN 1555-1423, CODEN: JCNDDM. Submitted 28-June-2018; Revised 15-Sept-2018; Accepted 28-Oct-201

A minimal HIV-AIDS infection model with general incidence rate and application to Morocco data

We study the global dynamics of a SICA infection model with general incidence rate. The proposed model is calibrated with cumulative cases of infection by HIV-AIDS in Morocco from 1986 to 2015. We first prove that our model is biologically and mathematically well-posed. Stability analysis of different steady states is performed and threshold parameters are identified where the model exhibits clearance of infection or maintenance of a chronic infection. Furthermore, we examine the robustness of the model to some parameter values by examining the sensitivity of the basic reproduction number. Finally, using numerical simulations with real data from Morocco, we show that the model predicts well such reality.Comment: This is a preprint of a paper whose final and definite form is with 'Statistics Opt. Inform. Comput.', Vol. 7, No 2 (2019). See [http://www.IAPress.org]. Submitted 16/Sept/2018; Revised 10 & 15/Dec/2018; Accepted 15/Dec/201

STR-924: EFFECT OF LOW TEMPERATURE ON THE SHEAR-FATIGUE PERFORMANCE OF REINFORCED CONCRETE BEAMS

This paper investigates the fatigue behaviour of a reinforced concrete beam (without shear reinforcement) at low temperature (-20°C) compared to a similar beam tested near room temperature (+16°C). Two large-scale steel reinforced beams (200 mm x 400 mm x 4200 mm) were fabricated and tested. The beams had temperature differentials over their depth to simulate solar radiation and in-service temperature of the bridges. The beams were cyclically loaded to failure with a stress range representing the ratio of live to dead loads found in most bridges. This study showed that low temperature increased the fatigue life of the reinforced concrete beam by 51%, and changed the mode of failure of the beam from shear fatigue failure at room temperature to flexural fatigue failure at low temperature. It was observed that the low and room temperature beams maintained 65% and 31% of their original flexural rigidity indicating that low temperature mitigated the stiffness degradation of the reinforced concrete caused by fatigue loading. The strains in the tensile reinforcement of the low temperature beam were much lower than the room temperature beam which could be due to the higher strength of concrete and reduction in concrete softening at low temperature which resulted in lower stresses in the tensile reinforcement. The findings of this study show that the contribution of concrete under either static or cyclic load becomes much higher at low temperature

On the Diameter and Girth of an Annihilating-Ideal Graph

Let $R$ be a commutative ring with $1\neq 0$ and $\Bbb{A}(R)$ be the set of ideals with nonzero annihilators. The annihilating-ideal graph of $R$ is defined as the graph $\Bbb{AG}(R)$ with the vertex set $\Bbb{A}(R)^{*} = \Bbb{A}(R)\setminus \{(0)\}$ and two distinct vertices $I$ and $J$ are adjacent if and only if $IJ = (0)$. In this paper, we first study the interplay between the diameter of annihilating-ideal graphs and zero-divisor graphs. Also, we characterize rings $R$ when ${\rm gr}(\Bbb{AG}(R))\geq 4$, and so we characterize rings whose annihilating-ideal graphs are bipartite. Finally, in the last section we discuss on a relation between the Smarandache vertices and diameter of $\Bbb {AG}(R)$.Comment: 11 pages, 1 figur

Dynamic economic emission dispatch using whale optimization algorithm for multi-objective function

Introduction. Dynamic Economic Emission Dispatch is the extended version of the traditional economic emission dispatch problem in which ramp rate is taken into account for the limit of generators in a power network. Purpose. Dynamic Economic Emission Dispatch considered the treats of economy and emissions as competitive targets for optimal dispatch problems, and to reach a solution it requires some conflict resolution. Novelty. The decision-making method to solve the Dynamic Economic Emission Dispatch problem has a goal for each objective function, for this purpose, the multi-objective problem is transformed into single goal optimization by using the weighted sum method and then control/solve by Whale Optimization Algorithm. Methodology. This paper presents a newly developed metaheuristic technique based on Whale Optimization Algorithm to solve the Dynamic Economic Emission Dispatch problem. The main inspiration for this optimization technique is the fact that metaheuristic algorithms are becoming popular day by day because of their simplicity, no gradient information requirement, easily bypass local optima, and can be used for a variety of other problems. This algorithm includes all possible factors that will yield the minimum cost and emissions of a Dynamic Economic Emission Dispatch problem for the efficient operation of generators in a power network. The proposed approach performs well to perform in diverse problem and converge the solution to near best optimal solution. Results. The proposed strategy is validated by simulating on MATLAB® for 5 IEEE standard test system. Numerical results show the capabilities of the proposed algorithm to establish an optimal solution of the Dynamic Economic Emission Dispatch problem in a several runs. The proposed algorithm shows good performance over the recently proposed algorithms such as Multi-Objective Neural Network trained with Differential Evolution, Particle swarm optimization, evolutionary programming, simulated annealing, Pattern search, multi-objective differential evolution, and multi-objective hybrid differential evolution with simulated annealing technique.Вступ. Динамічна економна диспетчеризація викидів – це розширена версія традиційної задачі економної диспетчеризації викидів, в якій враховується коефіцієнт нарощування для межі генераторів в енергомережі. Призначення. Динамічна економна  диспетчеризація викидів розглядала питання економії та викидів як конкурентні цілі для оптимальних задач диспетчеризації, і для розв‘язання задачі потрібне певне вирішення конфліктів. Новизна. Метод прийняття рішень для розв‘язання задачі динамічної економної диспетчеризації викидів має мету для кожної цільової функції, для цього багатоцільова задача трансформується в оптимізацію однієї цілі за допомогою методу зваженої суми, а потім контролюється/розв‘язується за допомогою алгоритму оптимізації китів. Методологія. У цій роботі представлена нещодавно розроблена метаевристична методика, заснована на алгоритмі оптимізації китів для розв‘язання задачі динамічної економної диспетчеризації викидів. Основним натхненням для цієї методики оптимізації є той факт, що метаевристичні алгоритми стають популярними з кожним днем завдяки своїй простоті, відсутності вимог до інформації про градієнт, легкості обходу локальних оптимумів та можливості бути використаними для ряду інших задач. Цей алгоритм включає в себе всі можливі фактори, які забезпечать мінімальні вартість та викиди задачі динамічної економної диспетчеризації викидів для ефективної роботи генераторів в енергомережі. Запропонований підхід добре працює для розв‘язання задач і наближення рішення до найкращого оптимального. Результати. Запропонована стратегія перевірена шляхом моделювання на MATLAB® для 5 стандартних тестових систем IEEE. Чисельні результати демонструють можливості запропонованого алгоритму для встановлення оптимального рішення задачі динамічної економної диспетчеризації викидів за кілька прогонів. Запропонований алгоритм демонструє хорошу ефективність порівняно з нещодавно запропонованими алгоритмами, такими як багатоцільова нейронна мережа, навчена з використанням диференціальної еволюції, оптимізація рою частинок, еволюційне програмування, імітаційний відпал, пошук за шаблоном, багатоцільова диференціальна еволюція та багатоцільова гібридна диференціальна еволюція з імітаційним методом відпалу

Dynamic economic emission dispatch using whale optimization algorithm for multi-objective function

Introduction. Dynamic Economic Emission Dispatch is the extended version of the traditional economic emission dispatch problem in which ramp rate is taken into account for the limit of generators in a power network. Purpose. Dynamic Economic Emission Dispatch considered the treats of economy and emissions as competitive targets for optimal dispatch problems, and to reach a solution it requires some conflict resolution. Novelty. The decision-making method to solve the Dynamic Economic Emission Dispatch problem has a goal for each objective function, for this purpose, the multi-objective problem is transformed into single goal optimization by using the weighted sum method and then control/solve by Whale Optimization Algorithm. Methodology. This paper presents a newly developed metaheuristic technique based on Whale Optimization Algorithm to solve the Dynamic Economic Emission Dispatch problem. The main inspiration for this optimization technique is the fact that metaheuristic algorithms are becoming popular day by day because of their simplicity, no gradient information requirement, easily bypass local optima, and can be used for a variety of other problems. This algorithm includes all possible factors that will yield the minimum cost and emissions of a Dynamic Economic Emission Dispatch problem for the efficient operation of generators in a power network. The proposed approach performs well to perform in diverse problem and converge the solution to near best optimal solution. Results. The proposed strategy is validated by simulating on MATLAB® for 5 IEEE standard test system. Numerical results show the capabilities of the proposed algorithm to establish an optimal solution of the Dynamic Economic Emission Dispatch problem in a several runs. The proposed algorithm shows good performance over the recently proposed algorithms such as Multi-Objective Neural Network trained with Differential Evolution, Particle swarm optimization, evolutionary programming, simulated annealing, Pattern search, multi-objective differential evolution, and multi-objective hybrid differential evolution with simulated annealing technique.Вступ. Динамічна економна диспетчеризація викидів – це розширена версія традиційної задачі економної диспетчеризації викидів, в якій враховується коефіцієнт нарощування для межі генераторів в енергомережі. Призначення. Динамічна економна  диспетчеризація викидів розглядала питання економії та викидів як конкурентні цілі для оптимальних задач диспетчеризації, і для розв‘язання задачі потрібне певне вирішення конфліктів. Новизна. Метод прийняття рішень для розв‘язання задачі динамічної економної диспетчеризації викидів має мету для кожної цільової функції, для цього багатоцільова задача трансформується в оптимізацію однієї цілі за допомогою методу зваженої суми, а потім контролюється/розв‘язується за допомогою алгоритму оптимізації китів. Методологія. У цій роботі представлена нещодавно розроблена метаевристична методика, заснована на алгоритмі оптимізації китів для розв‘язання задачі динамічної економної диспетчеризації викидів. Основним натхненням для цієї методики оптимізації є той факт, що метаевристичні алгоритми стають популярними з кожним днем завдяки своїй простоті, відсутності вимог до інформації про градієнт, легкості обходу локальних оптимумів та можливості бути використаними для ряду інших задач. Цей алгоритм включає в себе всі можливі фактори, які забезпечать мінімальні вартість та викиди задачі динамічної економної диспетчеризації викидів для ефективної роботи генераторів в енергомережі. Запропонований підхід добре працює для розв‘язання задач і наближення рішення до найкращого оптимального. Результати. Запропонована стратегія перевірена шляхом моделювання на MATLAB® для 5 стандартних тестових систем IEEE. Чисельні результати демонструють можливості запропонованого алгоритму для встановлення оптимального рішення задачі динамічної економної диспетчеризації викидів за кілька прогонів. Запропонований алгоритм демонструє хорошу ефективність порівняно з нещодавно запропонованими алгоритмами, такими як багатоцільова нейронна мережа, навчена з використанням диференціальної еволюції, оптимізація рою частинок, еволюційне програмування, імітаційний відпал, пошук за шаблоном, багатоцільова диференціальна еволюція та багатоцільова гібридна диференціальна еволюція з імітаційним методом відпалу

Development of a modified DNA extraction method for pulsed-field gel electrophoresis analysis of Staphylococcus aureus and enterococci without using lysostaphin

A modified pulsed-field gel electrophoresis (PFGE) protocol was developed and applied to clinical isolates of Staphylococcus aureus and enterococci to reduce the cost of using lysostaphin. This protocol reduces the expenses of PFGE typing of S. aureus and enterococci as it removes the use of lysostaphin during the spheroplast formation from these bacteria

Localization of elastic waves in heterogeneous media with off-diagonal disorder and long-range correlations

Using the Martin-Siggia-Rose method, we study propagation of acoustic waves in strongly heterogeneous media which are characterized by a broad distribution of the elastic constants. Gaussian-white distributed elastic constants, as well as those with long-range correlations with non-decaying power-law correlation functions, are considered. The study is motivated in part by a recent discovery that the elastic moduli of rock at large length scales may be characterized by long-range power-law correlation functions. Depending on the disorder, the renormalization group (RG) flows exhibit a transition to localized regime in {\it any} dimension. We have numerically checked the RG results using the transfer-matrix method and direct numerical simulations for one- and two-dimensional systems, respectively.Comment: 5 pages, 4 figures, to appear in Phys. Rev. Let

Effectiveness of a “Whole of Chain” Approach in Linking Farmers to Market: A Case of Pakistan Mango Market

AbstractMango is the second major fruit crop in Pakistan. The domestic retail market for mango in Pakistan is dominated by small retail shops, street hawkers, and road side stalls. The fruit sold in these retail outlets is prescribed by the traditional quality standards of size, appearance and price. However the growth of superior outlets/supermarkets chain especially in the major cities are setting additional quality standards such as blemish free, improved packaging, prestige, convenience to deliver premium quality mangoes. Similarly the export market is mainly targeted to the expatriate Pakistani consumers rather than quality conscious foreign consumers. This is because of inadequate market information and understanding all along the chain. A whole of chain approach is undertaken to improve the market understanding in an ACIAR project. Since the approach is new, a conceptual framework is developed in order to asses the effectiveness of the approach. The results indicate that the participants all along the chain would change their practices if they find the compelling reason to change in their existing businesses