Onderzoek Annie Cuyt

Abstract

Energieverbruik van industriële machines verminderen is cruciaal voor het klimaat. Energiebesparing bij positiegestuurde systemen kan door de positiefunctie te optimaliseren tussen vaste, door de gebruiker gedefinieerde start- en eindpunten, waarbij alleen aangepaste drive instellingen nodig zijn voor een eenvoudige en goedkope implementatie. State-of-the-art optimalisatoren gebruiken complexe, machinespecifieke modellen, wat machinebouwers afschrikt. Bovendien maken modelleerfouten, en veranderingen in machinegedrag over tijd, geoptimaliseerde bewegingsprofielen in de praktijk suboptimaal. Dit project stelt een nieuwe oplossing voor door het bewegingsprofiel tijdens de machinewerking te optimaliseren, waardoor complexe modellen overbodig worden. Bovendien lopen bestaande algoritmen vaak vast in een lokaal optimum, waarbij tot 11,3% van het energiebesparingspotentieel gemist wordt. Dit project stelt twee stappen voor om een globaal optimum te bekomen. Ten eerste, het gebruik van een globaal optimalisatiealgoritme. Ten tweede kan de formulering van het bewegingsprofiel, vaak beperkt tot specifieke basissen (bijv. polynomen, splines), het onthullen van het globale optimum beperken. Dit project gebruikt Gaussische Processen om bewegingsprofielen te beschrijven, waardoor het optimalisatiepotentieel niet langer beperkt is. Alleen een online bewegingsprofiel optimalisatie zonder vooraf gedefinieerde profielbasissen kan resulteren in een globaal minimale energiebehoefte.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Derammelaere Stijn
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: De Laet Robbe

Onderzoeksgroep(en)

• Co-Design of Cyber-Physical Systems (Cosys-Lab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Bij het ontwerp en de engineering van elektrisch aangedreven machinemechanismen wordt steeds meer een beroep gedaan op optimalisatie. Dit maakt het mogelijk doelstellingen zoals de initiële kosten van de componenten of de elektrische energie die nodig is om deze machines aan te drijven, te minimaliseren zonder de prestaties in het gedrang te brengen. Heuristische optimalisatoren, populair in de mechatronica, resulteren vaak in lokale optima en laten dus een belangrijk onbenut optimalisatiepotentieel. Verschillende domeinen zoals traject, geometrie en controller moeten simultaan geoptimaliseerd worden in een co-design benadering om het globale minimum te vinden. Daarom is een expliciet model vereist van de invloed van de ontwerpvariabelen op de doelstelling. De gegevensverzameling die nodig is voor een dergelijk hoog-dimensionaal model, waarbij tegelijkertijd alle ontwerpparameters in aanmerking worden genomen, leidt echter tot een explosie van het benodigde aantal simulaties. De co-design doelstelling is dus alleen haalbaar als het model kan worden opgebouwd uit een minimaal aantal simulaties. Door recente ontwikkelingen in multidimensionele data interpolatie technieken, kan nu voor het eerst een praktisch haalbare methode voor co-design in een hoog-dimensionale setting ingezet worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Derammelaere Stijn
• Co-promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

• Co-Design of Cyber-Physical Systems (Cosys-Lab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het EXPOWER project combineert een breed spectrum van vooraanstaanstaand onderzoek en trainingsactiviteiten rond Multi-Exponentiële Analyse met toepassingen in industrie, dat momenteel uitgevoerd wordt in enkele vooraanstaande onderzoeksinstellingen. Het netwerk is interdisciplinair, intersectoraal, onconventioneel en ambitieus. Het is onconventioneel in de zin dat het partijen samenbrengt uit onderzoeksdomeinen die op het eerste zicht los van elkaar staan: computationele harmonische analyse, numerieke lineaire algebra, computer algebra, niet-lineaire benaderingsleer, digitale signaalverwerking en hun toepassingen in een en meer veranderlijken. Het is ambitieus omdat het consortium zich uitstrekt van wiskunde tot computationele wetenschappen, ingenieurswetenschappen en industrie. Multi-exponentiële analyse lijkt misschien een ver van ons bed verhaal, maar het heeft een invloed op ons dagelijkse leven op vele verrassende manieren, niettegenstaande de meeste mensen zich hiervan niet bewust zijn. Bijvoorbeeld: een groot deel van de inspanningen in signaalverwerking en analyse van tijdreeksen gaat naar de analyse van multi-exponentiële functie. Multi-exponentiële analyse is ook cruciaal in vele andere onderzoeksdomeinen en toepassingsgebieden die deel uitmaken van het EXPOWER project: remote sensing, ontwikkeling van antennes, digital imaging, testing en metrologie. Ze hebben allemaal een impact op sommige grote maatschappelijke of industriële uitdagingen zoals energie, transport, ruimte onderzoek, gezondheid en telecommunicatie. De begunstigden van het EXPOWER project en de partners in de "third countries" brengen elk hun complementaire expertise in dit project om enkele uitdagingen op te lossen waar de verschillende betrokken onderzoeksdomeinen en multi-exponentiële analyse elkaar tegenkomen. We mikken op "game-changing" doorbraken die de industrie een competitief voordeel zullen bezorgen. Het EXPOWER project brengt 9 landen, 8 universiteiten, 3 internationale onderzoeksinstellingen en 7 bedrijven samen om dit zeer relevante thema te verkennen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Promotor: In't Hout Karel
• Promotor: Vanroose Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Toegepaste wiskunde

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project is een overeenkomst tussen enerzijds UAntwerpen en anderzijds de Vlaamse overheid. UAntwerpen stelt hiervoor HPC infrastructuur en ondersteuning ter beschikking van de onderzoekers onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Promotor: Vanroose Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Toegepaste wiskunde

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De nationale competentiecentra (NCC's) zijn de centrale contactpunten voor HPC en aanverwante technologieën in hun land. Hun missie: - Een uitgebreid en transparant overzicht van HPC-competenties en -instellingen in hun land ontwikkelen en weergeven. - Fungeren als toegangspoort voor industrie en academische wereld tot aanbieders met geschikte expertise of relevante projecten, nationaal of internationaal. - HPC-opleidingsaanbod in hun land verzamelen en deze op een centrale plaats weergeven, samen met het internationale opleidingsaanbod dat door andere NCC's is verzameld. - De industriële toepassing van HPC bevorderen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Promotor: Vanroose Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Toegepaste wiskunde

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De nationale competentiecentra (NCC's) zijn de centrale contactpunten voor HPC en aanverwante technologieën in hun land. Hun missie: - Een uitgebreid en transparant overzicht van HPC-competenties en -instellingen in hun land ontwikkelen en weergeven. - Fungeren als toegangspoort voor industrie en academische wereld tot aanbieders met geschikte expertise of relevante projecten, nationaal of internationaal. - HPC-opleidingsaanbod in hun land verzamelen en deze op een centrale plaats weergeven, samen met het internationale opleidingsaanbod dat door andere NCC's is verzameld. - De industriële toepassing van HPC bevorderen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Promotor: Vanroose Wim

Onderzoeksgroep(en)

• Toegepaste wiskunde

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project is een overeenkomst tussen enerzijds UAntwerpen en anderzijds de Vlaamse overheid. UAntwerpen stelt hiervoor HPC infrastructuur en ondersteuning ter beschikking van de onderzoekers onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er is een sterke wens om de efficiëntie of snelheid van industriële machines te maximaliseren. Ontwerpers van machines, die repetitieve bewegingen uitvoeren, definiëren vaak alleen het beginen eindpunt van een beweging en niet de exacte positiefunctie. Deze flexibiliteit opent de mogelijkheid om het traject van het mechanisme te optimaliseren. Bovendien vertrouwen machinebouwers voor het machineontwerp vaak op standaard componenten. Het effect van het geometrische ontwerp op het optimale traject en energiebehoefte van het systeem wordt vaak verwaarloosd. In de literatuur worden gevallen genoemd waarin ad-hoc optimalisaties het energieverbruik tot 39% verminderen dankzij traject- en geometrische optimalisatie. Dit project zal gebruik maken van beschikbare CAD modellen en ijle interpolatie om een gesloten wiskundige systeemeigenschapsbeschrijving te verkrijgen. Dit zal het mogelijk maken om een intervaloptimalisatietechniek te gebruiken die kan garanderen dat het echte globaal optimaal geometrische ontwerp en traject worden gevonden. De kennis van de systeemeigenschappen zal gebruikt worden om een robuuste controller te ontwerpen die ervoor zorgt dat de machine het gewenste traject volgt. Tenslotte zal elke mismatch tussen het virtuele en het echte model worden gedetecteerd met online tracking technieken om ervoor te zorgen dat de werking van de machine optimaal blijft. Dit project stelt machinebouwers in staat stelt om machines te bouwen met lagere totale gebruikskosten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Derammelaere Stijn
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Van Oosterwyck Nick

Onderzoeksgroep(en)

• Co-Design of Cyber-Physical Systems (Cosys-Lab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project is een overeenkomst tussen UAntwerpen en 29 andere partijen in het PRACE – Sixth Implementation Phase Project. UAntwerpen en haar "third parties" zijn betrokken in verschillende werkpakketten zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Becuwe Stefan

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project onderzoekt de verdere toepassing van een recent ontwikkelde sub-Nyquist sampling techniek op radar signalisatie. 'Radar' is een acroniem dat staat voor Radio Detection and Ranging. Radar wordt in civiele marine toepassingen gebruikt als navigatiehulpmiddel om aanvaringen te voorkomen. De techniek bestaat uit het zenden van zeer gerichte hoogfrequente elektromagnetische golven met behulp van een antenne en het meten van de tijd tussen het uitzenden en ontvangen van een eventuele echo. Een object in de nabijheid van de antenne zal de puls weerkaatsen. De ontvangen echo's (waarbij vooral de frequentie gewijzigd wordt en de echo versterkt) worden na een uitgebreide behandeling grafisch weergegeven op een scherm. Tegenwoordig worden minder en minder analoge kathode straalbuizen (CRTschermen) gebruikt, dus is een digitalisering en bemonstering van het ontvangen analoge signaal noodzakelijk. Om het signaal correct te reconstrueren, moet het signaal bij de ontvanger worden bemonsterd met een frequentie hoger dan de Nyquist frequentie. Deze limiet wordt aanvaard als randvoorwaarde voor de kosten en de prestaties van radarsystemen in het algemeen. Gebruikmakend van een aantal recente resultaten in exponentiële analyse, ontwikkeld aan de UAntwerpen, is men in staat om de Nyquist grens te doorbreken in signaalverwerking. Dit project onderzoekt de haalbaarheid van deze nieuwe technieken voor het analyseren van de echo's bemonsterd met een sub-Nyquist frequentie. Het is een interdisciplinair project dat de marine ingenieurs van de HZS, ervaren in het gebruik van radar als navigatie-instrument, samenbrengt met onderzoekers gespecialiseerd in computationale wiskunde van de UAntwerpen. De ambitie is om betere resultaten in het gebruik van echo's van elektromagnetische pulsen voor het detecteren van objecten te bekomen tegen een lage kost met behulp van de meest recente algoritmes, en aldus de investering om over te schakelen naar duurdere hardware te vermijden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project is een overeenkomst tussen enerzijds UAntwerpen en anderzijds de Vlaamse overheid. UAntwerpen stelt hiervoor HPC infrastructuur en ondersteuning ter beschikking van de onderzoekers onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project is een overeenkomst tussen enerzijds UAntwerpen en anderzijds de Vlaamse overheid rond de deelname van de universiteit aan het TIER 1 Supercomputing platform onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Aangezien de mondiale vraag naar energie zal blijven toenemen en de negatieve impact van de mens op de opwarming van de aarde bekend is, bestaat er een sterke wens om het energieverbruik van industriële machines tot een minimum te beperken. Een belangrijke opportuniteit ligt in optimalisaties die geen aanpassingen of investeringen in geïnstalleerde hardware vereisen. Trajectoptimalisatie is zo'n kost efficiënte techniek. Machinebouwers en gebruikers bepalen vaak alleen begin- en eindpunt en gewenste tijd voor een beweging. De exacte positie als functie van de tijd tussen deze twee punten in, is vaak niet van belang voor de gebruikers. Deze flexibiliteit opent de mogelijkheid om het positieverloop te optimaliseren. De literatuur vermeldt gevallen waarin ad-hoc optimalisaties het energieverbruik van machines voor repetitieve taken reduceren tot 50% door geoptimaliseerde trajecten te kiezen boven de gebruikelijke standaardbewegingsprofielen. Er bestaat echter geen wetenschappelijke consensus over een computationeel efficiënte techniek die kan garanderen dat het globale optimum voor systemen met variërende mechanische belastingseigenschappen kan worden gevonden. Daarom zal dit project het gebruik en de implementatie van directe calculus optimalisatie onderzoeken. Het toepassen van deze zuivere wiskundige techniek, gebaseerd op symbolische methoden voor trajectoptimalisatie, zou een fundamentele doorbraak zijn op het vlak van trajectoptimalisatie voor machines met positie variabele mechanische belastingseigenschappen. Dit zou onmiddellijk tijdrovende iteratieve optimalisatiemethodes overbodig maken. Om het gebruik van deze directe rekenmethodes mogelijk te maken, zijn gesloten wiskundige vergelijkingen nodig waarin de positieafhankelijke mechanische belastingeigenschappen worden beschreven. Het verkrijgen van dergelijke functies kan theoretisch op basis van Lagrange vergelijkingen. Een dergelijke aanpak is in de praktijk echter niet haalbaar wanneer de complexiteit van de machines analytische analyse belemmert. Anderzijds maken machinebouwers steeds meer gebruik van CAD multibody software om hun machines te ontwerpen. De promotor heeft expertise in het extraheren van data door specifieke simulaties toe te passen op deze virtuele CAD-modellen. De op deze manier verkregen bemonsterde gegevens kunnen worden vertaald naar expliciete formules, gebaseerd op de expertise van de co-promotor. Het ontwikkelen van een dergelijke techniek om de bemonsterde gegevens om te zetten in gesloten wiskundige vergelijkingen zal een centrale uitdaging zijn van het project en de belangrijkste enabler om direct calculus optimalisatie toe te passen. Om er bovendien voor te zorgen dat de machine optimaal blijft werken als het gedrag van de belasting tijdens het gebruik verandert, is een online tracking methode noodzakelijk. Hiervoor is de kennis van de promotor over het online bijhouden van de positieafhankelijkheid van machineparameters in het frequentiedomein essentieel. De aldus verkregen gegevensmonsters zullen opnieuw vertaald worden naar een wiskundige beschrijving om een heroptimalisatie van het traject mogelijk te maken. De directe calculusoptimalisatie maakt het mogelijk om het optimaal pad te definiëren in functie van positievariabele mechanische parameters. Deze definitie maakt een directe heroptimalisatie mogelijk. Daar waar de huidige stand van de techniek gericht is op offline a priori óf online optimalisatie, is het faciliteren van online heroptimalisatie op basis van eerder bekomen a priori informatie een bijkomende fundamentele bijdrage van dit project.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Derammelaere Stijn
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Van Oosterwyck Nick

Onderzoeksgroep(en)

• Co-Design of Cyber-Physical Systems (Cosys-Lab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Vlaamse overheid. UA levert aan de Vlaamse overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project onderzoekt de toepassing van een recent ontwikkelde sub-Nyquist sampling techniek op echopeiling in onderwatercommunicatie. Echopeiling is een type sonar, gebruikt om te navigeren, te detecteren, of te communiceren met objecten onder het wateroppervlak. Een echolood bevat een transducer apparaat dat akoestische pulsen in het water stuurt. Een ander deel van het echolood, de hydrofoon, ontvangt een echo van deze pulsen nadat ze zijn weerkaatst door een obstakel in het water. Om het signaal correct te reconstrueren, moet het signaal bij de ontvanger worden bemonsterd met een frequentie hoger dan de Nyquist frequentie. Deze limiet is aanvaard als randvoorwaarde voor de kosten en de prestaties van echoloodsensoren in het algemeen. Gebruikmakend van een aantal recente resultaten in exponentiële analyse ontwikkeld aan de UAntwerpen, is men in staat om de Nyquist grens te doorbreken in signaalverwerking. Dit project onderzoekt de haalbaarheid van deze nieuwe technieken voor het analyseren van de echo's bemonsterd met een sub-Nyquist frequentie. Het is een interdisciplinair project dat de marine ingenieurs van de HZS, ervaren in echopeiling, samenbrengt met onderzoekers gespecialiseerd in computationale wiskunde van de UAntwerpen. De ambitie is om betere resultaten in onderwatercommunicatie te bekomen tegen een lage kost met behulp van de meest recente algoritmes, en aldus de investering om over te schakelen naar duurdere hardware te vermijden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

We zullen, in de vorm van een "computational engine", betrouwbare gevalideerde computeraritmetiek ontwiikkelen om een grote familie van speciale functies zoals beschikbaar op de NIST DLMF website op een betrouwbare en gevalideerde manier te evalueren. Het resultaat moet niet alleen bruikbaar zijn, maar ook een 100% wiskundig correct resultaat geven.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Wu Min

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Interpolatiealgoritmen worden vaak gebruikt om analytische modellen te berekenen die een bepaalde set van gegevens monsters (bijv. waarnemingen of metingen) fitten. In real-life toepassingen blijkt dat de gegevens vaak vervuild zijn door ruis met verschillende niveaus van onzekerheid die het modelleren probleem bemoeilijkt. Een veelbelovende aanpak om met dergelijke onjuistheden om te gaan is om een ​​set van onzekerheidsintervallen te modelleren in plaats van punt gebaseerde data. Een dergelijke formulering heeft het voordeel dat het ons in staat stelt om een ​​vooraf bepaalde drempel op te leggen aan de benaderingsfout. Naarmate de technologie evolueert, groeit ook de complexiteit van de real-world systemen onvermijdelijk. Dit heeft als gevolg dat het modelleren ook steeds uitdagender wordt en meer rekenkracht vraagt. Om met snelle variaties in de gegevens om te gaan, worden rationale functies verkozen boven een polynomiale benadering omdat ze krachtiger zijn en vaak nauw verband houden met de onderliggende fysica van een systeem. Om de computationele efficiëntie te verbeteren, wordt onderzocht of concepten uit sparse modellering kunnen worden gebruikt om het probleem van dimensionaliteit verlichten. In dit project worden drie aspecten onderzocht en om de procedure van het modelleren te verbeteren, namelijk de identificatie van 1) een sparse set van invloedrijke variabelen, 2) een sparse aantal termen in de model voorstelling, 3) een sparse set van kerngegevens die het totale systeemgedrag karakteriseren. De werkzaamheid van de resulterende benadering wordt gevalideerd door meerdere use-cases.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

SPARSIT is een spin-off in oprichting voor de valorisatie van een nieuwe en unieke technologie die de Nyquist grens doorbreekt welke aan de basis ligt van bijna alle digitale signaalverwerking. In 2011 werd een patentaanvraag ingediend. De uitvinders hebben verschillende toepassingen uitgewerkt. Dit projectvoorstel focust op verdere business ontwikkeling in de magnetische resonantie spectroscopie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds IWT. UA levert aan IWT de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Briani Matteo

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Vlaamse overheid. UA levert aan de Vlaamse overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Sijbers Jan
• Co-promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

• Visielab

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Vlaamse overheid. UA levert aan de Vlaamse overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Vlaamse Overheid. UA levert aan de Vlaamse Overheidde onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het Vlaamse Supercomputer Centrum is een samenwerking tussen de 5 Vlaamse universitaire associaties. Het wil meer rekenkracht en opslagcapaciteit ter beschikking stellen van meer onderzoekers in de associaties, onafhankelijke onderzoeksinstellingen en industrie. Daarnaast zal het uitstekende gebruikersondersteuning bieden voor alle aspecten van HPC. De infrastructuur zal grensverleggend onderzoek mogelijk maken, de economische activiteit in Vlaanderen stimuleren en internationale competitiviteit van de Vlaamse industrie versterken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Vlaamse overheid. UA levert aan de Vlaamse overheid de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Herrebout Wouter

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De voornaamste doelstelling van dit project is het ontwikkelen van robuuste en stabiele rationale modelleringsalgoritmen voor het opstellen van geparametriseerde gereduceerde-ordemodellen voor complexe fysische systemen. De orde en de complexiteit van de herschaalbare rationale modellen worden specifiek afgestemd op de toepassing in kwestie. De benaderende en/of interpolerende modellen zijn gebaseerd op ijle gegevens, verspreid over de ontwerpruimte en het is de bedoeling dat de modellen zelf ook ijl zijn om een minimale complexiteit te bekomen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Van Deun Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het Vlaamse Supercomputer Centrum is een samenwerking tussen de 5 Vlaamse universitaire associaties. Het wil meer rekenkracht en opslagcapaciteit ter beschikking stellen van meer onderzoekers in de associaties, onafhankelijke onderzoeksinstellingen en industrie. Daarnaast zal het uitstekende gebruikersondersteuning bieden voor alle aspecten van HPC. De infrastructuur zal grensverleggend onderzoek mogelijk maken, de economische activiteit in Vlaanderen stimuleren en internationale competitiviteit van de Vlaamse industrie versterken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Herrebout Wouter

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In de internationale financiële markten vindt de afgelopen decennia een enorme groei plaats in de handel van steeds complexere producten, zoals exotische opties en interestproducten, en deze groei zet zich almaar door. Voor het beurs- en bankwezen is het van cruciaal belang deze producten nauwkeurig, en zo snel mogelijk, te kunnen prijzen. De simulatie van de huidige gesofistikeerde prijsmodellen is vaak echter zeer rekenintensief wanneer klassieke technieken zoals Monte-Carlo methoden of binomiale bomen worden gebruikt, en praktische analytische prijsformules zijn meestal niet voorhanden. In dit project richten wij ons op nieuwe modellen en technieken voor het robuust en efficiënt prijzen van moderne financiële producten. We onderzoeken twee complementaire aanpakken: de eerste is gebaseerd op partiële differentiaalvergelijkingen en de tweede op kwantummechanische padintegralen. Bij de eerste aanpak zullen operator-splitmethoden en roostervrije methoden worden beschouwd voor de effectieve numerieke oplossing van deze, vaak meerdimensionale, vergelijkingen. Bij de tweede aanpak zullen padintegraalformules voor financiële producten worden onderzocht door gebruik te maken van de huidige theorie van fysische veeldeeltjessystemen en van de comonotoniciteitscoëfficiënt. De ontwikkelde modellen en computationele technieken zullen steeds onderling worden gevalideerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: In't Hout Karel
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: De Schepper Ann
• Co-promotor: Tempere Jacques

Onderzoeksgroep(en)

• Toegepaste wiskunde

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is om betrouwbare en efficiënte software te ontwikkelen voor een bepaald soort van speciale functies, namelijk multivariate hypergeometrische functies. Deze vormen uitbreidingen naar meer dimensies van de klassieke Gauss-hypergeometrische functie en de veralgemeende hypergeometrische functie. In het bivariate geval onderscheidt men de vier Appellfuncties, die behoren tot de lijst van vierendertig Hornfuncties (bivariate hypergeometrische reeksen van orde twee) en de Kampé de Férietfuncties (die een willekeurig aantal parameters kunnen bevatten). Voor een willekeurig aantal veranderlijken vormen de Lauricellafuncties het bekendste voorbeeld.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Van Deun Joris

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Sinds 2005 beschikt de Universiteit Antwerpen met CalcUA over een van de krachtigste Belgische academische computers. Deze investering moet, op gebied van onderhoud en ondersteuning, naar de toekomst toe veilig gesteld worden, niet in het minst om de wetenschappelijke resultaten die op CalcUA gebaseerd zijn. CalcUA ondersteunt bovendien 2 excellentiecentra binnen de instelling: NANO and NEURO. Voltijdse ondersteuning voor CalcUA wordt door dit project mede mogelijk gemaakt: naar gebruikers toe en bij het formuleren van aanvraagdossiers voor computationele multidisciplinaire onderzoeksprojecten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Simulatie en modellering zijn alomtegenwoordig in computationele wetenschappen. Typische applicatiedomeinen zijn queueing problemen, computer- en telecommunicatie netwerken, weersvoorspellingen, elektromagnetisme. oppervlakte- en vorm re engineering of reconstructie, bevolkingsdynamica, supply chain management, voorraadbeheer, econometrie en zo voort. Tijdens het ontwerp en de analyse van een complex systeem, worden computergestuurde fexperimenten of simulaties vaak als leidraad gebruikt om het aantal dure prototypes of real-Iife metingen te beperken. Ondanks de voortdurende toename aan rekenkracht en snelheid, kan de computationele kost van complexe simulaties met hoge betrouwbaarheid nog steeds zeer hoog zijn, voornamelijk tijdens optimalisatie- en sensitiviteitanalyses, vernlits één enkele simulatie van een ontwerp verscheidene uren in beslag kan nemen. Een vereenvoudigd model van loet oorspronkelijk complexe fenomeen is dan cruciaal. Vermits real-Iife experimenten vaak te duur zijn en te veel tijd in beslag nemen, zijn virtuele ontwerpomgevingen, waarin een model \vordt berekend en de parameters worden geoptimaliseerd, van wezenlijk belang. Onafhankelijk van het feit of het gaat om deterministische- of randomsimulaties, concentreren we ons op methodes voor rekenintensieve simulaties, waarmee simulaties bedoeld worden die, voor iedere uitvoering, veel computertijd vragen. Elke uitvoering zorgt ervoor dat het simulatiemodel van z'n beginstaat in een eindstaat terecht komt. De beginstaat is afhankelijk van de specifieke combinatie van al de inputs ( ook wel variabelen, parameters of factoren genoemd) van het simulatiemodel. In de voorbije jaren zijn verscheidene technieken voor het ontwerp en de analyse van computergestuurde experimenten, onafhankelijk van elkaar, in verschillende diciplines ontwikkeld. In zijn basisvorm, bestaat elke techniek uit de volgende drie essentiele stappen : I) In een eerste stap wordt het (mogelijk grootschalig) aantal variabelen die een impact hebben op het complexe systeem, gescreend en de parameterruimte wordt verkleind. Enkel de belangrijke variabelen blijven over. II) Daarna wordt een globaal model geconstrueerd, dat indien mogelijk de volledige parameterruimte dekt. In dit project worden twee belangrijke methodes bestudeerd: Kriging en rationale metamodellering. Vermits modellen steeds aan striktere eisen moeten voldoen, worden beide technieken vergeleken en gecombineerd om zo tot de meest geschikte oplossing te komen. III) Tot slot worden de optimale waarden voor de parameters van het model bepaald aan de hand van een optimalisatiemethode.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Dhaene Tom
• Co-promotor: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het is de bedoeling van dit project bij te dragen aan de oplossing van een aantal open problemen in computatio­nele fysica, in het bijzonder in de nanotechnologie, die multi-precisie en betrouwbare berekeningen vereisen. Het nanoscopische gebied is een lengteschaal gelegen tussen het microscopische (atomaire en moleculaire schaal) en het macroscopische. Karakteristiek voor dit onderzoek is dat een eindig aantal (van de or de 10-10.000) deeltjes (bijv. atomen, moleculen, elektronen) betrokken zijn zodat rand-effecten van cruciaal belang zijn. Het groot aantal deeltjes impliceert dat het praktisch onmogelijk is om analytische resultaten te bekomen en dat we ons hoofdzakelijk moeten toeleggen op computationele berekeningen. Zoals zal duidelijk worden uit de projectbeschrijving, is de multi-precisie, betrouwbare berekening van een aantal speciale functies de sleutel tot de oplossing van de open problemen in de nanotechnologie. Tot op heden bieden zelfs omgevingen als Maple, Mathematica, MATLAB, en bibliotheken als IMSL, CERN en NAG geen routines voor de betrouwbare evaluatie van speciale functies.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Partoens Bart
• Promotor: Verdonk Brigitte
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Partoens Bart
• Co-promotor: Peeters Francois

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Zowel bij geometrisch ontwerp, computergestuurde productie als zogenaamde reverse engineering, spelen vloeiende lijnen in kurven, oppervlakken en vormen een centrale rol. Men wenst in de geometrische komponenten geen ongedefinieerde regio's of onverantwoorde stijle pieken. In de onthalende onderzoeksgroep is sinds een aantal jaar een techniek, die bekend is om singulariteiten in functies van één enkele veranderlijke op te sporen, veralgemeend naar functies van meerdere veranderlijken. De techniek is dus nu bruikbaar voor oppervlakken en vormen in de ruimte. Een aantal open problemen moet echter nog opgelost worden om de techniek in de praktijk bruikbaar te maken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Lee Wen-Shin

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Veel toepassingen kunnen geformuleerd worden als een benaderingsprobleem: voor gegeven data moet een model gevonden worden dat deze data "volgt" .Daarenboven worden voor veel van die benaderingsproblemen rationale modellen gebruikt. We denken hierbij, zonder volledig te \villen zijn, aan signaal- en beeldverwerking, vormreconstructie, computer graphics, de berekening van prestatiematen in de telecommunicatie, electromagnetische metamodellen , de optimalisatie van economische modellen , CAD/CAM, quantum computing enz. Voor verschillende van deze rationale modelleringsproblemen hangen de data af van meerdere veranderlijken of/en zijn de data op zich matrices van waarden. Dl. De data Hoe goed het model aan de opgelegde voorwaarden, voortkomend uit de data, moet voldoen, hangt af van de context. Bij minder nauwkeurige data, zoals deze afkomstig van metingen onderhevig aan ruis, moeten zelfs niet noodzakelijk alle gegevens gebruikt worden. Bij een continu benaderingsprobleem wordt de aansluiting van het model aan de gegevens gemeten met behulp van een functienorm. In weer an- dere omstandigheden kunnen discrete data zeer nauwkeurig berekend worden, maar soms ten koste van een erg rekenintensief proces. Een mogelijke rol van het model is dan om een voldoende nauwkeurige maar vereenvoudigde voorstelling van dat numeriek proces te geven. AIs de datapunten slechts geleidelijk aan beschikbaar worden, dan kunnen ze op een recursieve manier aan het modelleringsprobleem toege- voegd worden. In alle gevallen speelt ook een rol of de datapunten vastliggen of hun locatie tijdens de berekeningen kan gekozen worden. D2. Het model Blijft nog over, de keuze van het model. De parameters van bet model worden berekend uit voorwaarden die volgens een gekozen criterium bet modelleren van de data vertolken. Veeltermen en splines zijn als model redelijk populair en eenvoudig te gebruiken. In de context van een toe passing waarbij een bepaald asymptotiscb gedrag gemodelleerd moet worden, zijn nocb veeltermen nocb splines ecbter bruikbaar omdat zij steeds naar oneindig gaan. Zij kunnen evenmin drastiscbe wijzigingen in de functiewaarde vat ten. In deze omstandigbeden is het gebruik van rationale modellen aan te raden. Wanneer geen specifiek gedrag vereist wordt, vereenvoudigt daarenboven bet rationale model zicb tot een polynomiaal model. In een line air dynamisch systeem, varierend in de tijd, evolueren de coefficienten van bet model in de tijd. Op die manier wordt een 1-dimensionaal probleem soms boger-dimensionaal.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Promotor: Verdonk Brigitte
• Co-promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dhaene Tom
• Co-promotor: Broeckhove Jan
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

• Internet Data Lab (IDLab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project willen we zorgen voor een performante en gevalideerde mulitprecisie implementatie van verschillende klassen speciale functies (hypergeometrische functies, errorfunctie, exponentiële integraal, ...). We zullen onze aandacht richten op kettingbreukbenaderingen. Keuze van de geschikte voorstelling, identificatie van het domein, verfijnen van de bovengrenzen voor de truncatiefout en verfijnen van bestaande technieken om de afrondingsfout in te schatten, zijn slechts enkele van de onderwerpen die we zullen behandelen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Becuwe Stefan

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vormreconstructie en vormkarakterisatie van een object zijn problemen die veelvuldig opduiken in ingenieurstoepassingen en in computer visie. Belangrijke instrumenten bij het oplossen van een reconstructie- of karakterisatieprobleem zijn momenten en Fourier descriptors. Beide hebben in deze context hun sporen reeds verdiend. Uit de literatuur over de reconstructie van vormen op basis van momenten, kan men zien dat, tot zeer recent, het oplossen van dit inverse probleem aangevat werd met in essentie 1-dimensionale technieken in een enkele complexe variabele, wat een aantal ernstige beperkingen oplegt aan én de vorm van het object én de dimensionaliteit van het probleem. Onze doelstelling bestaat erin enerzijds het 3-dimensionale probleem verder te onderzoeken, gebruik makende van echte multidimensionale technieken, en anderzijds de huidige restricties weg te werken, opgelegd aan de vorm van het te reconstrueren object. Met betrekking tot Fourier descriptors (FDs), wanneer gebruikt voor de karakterisatie van vormen, zijn er eveneens een heel aantal open problemen. Twee-dimensionale (2D) FDs worden sinds de jaren '70 gebruikt voor de karakterisatie van contours van 2D objecten. Tijdens de jaren '90 werden methoden ontwikkeld voor de berekening van 3D FDs voor de karakterisatie van het oppervlak van binaire objecten. De complexiteit van bestaande methoden laat echter te wensen over, in het bijzonder als het aantal hoekpunten van het polyhedrale object groot is (>5000). In het algemeen worden 3D FDs berekend door het polyhedron dat het object beschrijft, af te beelden op een boloppervlak, waarna dit wordt geexpandeerd in sferische harmonische functies. Deze afbeelding van de objectruimte (oppervlak) naar de parameterruimte (bol) is niet triviaal. Ons doel bestaat erin om een robuste methode te ontwikkelen die deze afbeelding implementeert op een efficiente wijze, zodanig dat de tijdscomplexiteit een lineaire functie is van het aantal hoekpunten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verdonk Brigitte
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Sijbers Jan
• Co-promotor: Van Dyck Dirk

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Daelemans Walter
• Co-promotor: De Schutter Erik
• Co-promotor: Peeters Francois
• Co-promotor: Van Alsenoy Kris
• Co-promotor: Van Broeckhoven Christine

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het `Bateman Project' (jaren 50) en het `Handbook of Mathematical Functions' (1964) waren gedurende de laatste vier decennia dé referenties voor de beschrijving van Besselfuncties, hypergeometrische functies, orthogonale polynomen,... Kenmerkend voor deze `speciale' functies is dat ze opduiken in een zeer uiteenlopende reeks fysische en ingenieursproblemen.De technologische vooruitgang van de laatste veertig jaar maakt een `update' van deze projecten noodzakelijk, en het voorgesteld onderzoeksproject past in dit kader. We willen bijdragen tot de ontwikkeling van een softwarebibliotheek die speciale functies gegarandeerd betrouwbaar evalueert voor een zo groot mogelijk domein van argumenten en parameters. De eis van betrouwbaarheid (elk cijfer dat afgeleverd wordt, moet ook beduidend zijn) is voor dit project essentieel.Het aanleggen van een dergelijke bibliotheek is een bijzonder omvangrijk project, en onze bijdrage spitst zich vooral toe op de benadering van speciale functies d.m.v. kettingbreuken. Naast reeksontwikkelingen kunnen speciale functies namelijk ook benaderd worden d.m.v. kettingbreuken, waarbij in een groot aantal gevallen het convergentiedomein groter en de convergentiesnelheid hoger is. Precies op deze gevallen zullen we ons concentreren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verdonk Brigitte
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Vervloet Johan

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Dhaene Tom
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

• Internet Data Lab (IDLab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het `Bateman Project' (jaren 50) en het `Handbook of Mathematical Functions' (1964) waren gedurende de laatste vier decennia dé referenties voor de beschrijving van Besselfuncties, hypergeometrische functies, orthogonale polynomen,... Kenmerkend voor deze `speciale' functies is dat ze opduiken in een zeer uiteenlopende reeks fysische en ingenieursproblemen. De technologische vooruitgang van de laatste veertig jaar maakt een `update' van deze projecten noodzakelijk, en het voorgesteld onderzoeksproject past in dit kader. We willen bijdragen tot de ontwikkeling van een softwarebibliotheek die speciale functies gegarandeerd betrouwbaar evalueert voor een zo groot mogelijk domein van argumenten en parameters. De eis van betrouwbaarheid (elk cijfer dat afgeleverd wordt, moet ook beduidend zijn) is voor dit project essentieel. Het aanleggen van een dergelijke bibliotheek is een bijzonder omvangrijk project, en onze bijdrage spitst zich vooral toe op de benadering van speciale functies d.m.v. kettingbreuken. Naast reeksontwikkelingen kunnen speciale functies namelijk ook benaderd worden d.m.v. kettingbreuken, waarbij in een groot aantal gevallen het convergentiedomein groter en de convergentiesnelheid hoger is. Precies op deze gevallen zullen we ons concentreren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Verdonk Brigitte
• Mandaathouder: Vervloet Johan

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project analyseert de prestaties van geavanceerde technologische systemen zoals communicatie- netwerken (m.i.v. het Internet), computersystemen en gedistribueerde multiprocessorsystemen, met de bedoeling hun ontwerp en dimensies te optimaliseren. Deze analyse maakt gebruik van probabilistische modellen, waarvan de parameters bepaald dienen te worden door statistische schattingen op basis van metingen van het werkelijke dataverkeer. De berekening van de prestatie- functies en het ontwerp van optimale netwerken leiden allebei tot complexe computationele problemen, die zullen aangepakt worden via simulatie en met behulp van nieuwe numerieke technieken zoals multivariate rationale benaderingen. Uiteraard zijn er vele interacties tussen deze aspecten, die een intensieve samenwerking tussen de drie onderzoeksgroepen vereisen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Blondia Chris
• Co-promotor: Rousseeuw Peter

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vertrekkend van gemeten data (zoals verkeer in het Internet) zal met behulp van robuuste statistische methoden, dwz. technieken die betrouwbare resultaten opleveren ook wanneer afwijkingen in de input data optreden, een probabilistisch model voor het te bestuderen systeem opgesteld worden. Uit de specifieke architectuur en structuur van het systeem kan men vaak interessante eigenschappen van de te bepalen prestatiemaat vooraf aantonen, zoals monotoniciteit t.o.v. van een bepaalde systeemparameter, asymptotisch gedrag, etc. Deze eigenschappen zijn nuttig en bruikbaar bij het bepalen van de gewenste prestatiemaat, maar vaak onvoldoende. Robuuste, efficiente en accurate benaderingen van de exacte oplossing zijn absoluut noodzakelijk. Machtreeksen en aanverwante benaderingen vormen een mogelijke aanpak van dit probleem. Gezien het feit dat vele performantie-functies singulariteiten hebben is een van de voor de hand liggende alternatieven het benaderen van de machtreeksinformatie met behulp van Padé benaderingen

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blondia Chris
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Rousseeuw Peter

Onderzoeksgroep(en)

• Internet Data Lab (IDLab)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Dit project beoogt de realisatie van ARITHMOS , een rekenomgeving die aangeboden wordt in een hogere, object-georiënteerde programmeertaal en die toelaat om op een soepele, efficiënte en vooral betrouwbare manier gebruik te maken van verschillende getalvoorstellingen bij het oplossen van numerieke problemen, zonder de platformoverdraagbaarheid en vereiste performantie van numerieke software uit het oog te verliezen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er wordt getracht een geheel van numeriek betrouwbare algoritmes te ontwikkelen voor het probleem van multivariabele Padé-benadering (normale en singuliere regels) en dat van multivariabele rationale Hermite interpolatie (datagrids en scattered data).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het eerste luik van dit project beoogt het schrijven van een onderzoeksmonografie, waarin de expertise en resultaten van 20 jaar onderzoek in het domein van rationale benaderingsleer, en meer specifiek multivariabele Padé benaderingen, gebundeld worden. De cursus Computer Arithmetiek en Numerieke Technieken, die reeds verschillende jaren aan de Universiteit Antwerpen gedoceerd wordt, kreeg in 1997 een UGCSA award (Undergraduate Computational Science Award) van het Amerikaanse Krell Institute. Met deze prijs werd de cursus gelauwerd voor zijn innovatieve bijdrage tot het vakgebied. Het tweede luik van het project heeft tot doel, met de cursustekst als basis, een volwaardig tekstboek over Computer Aritmetiek en Numerieke Technieken uit te schrijven.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het analyseren en evalueren van de prestaties van hedendaagse technologisch geavanceerde systemen, zoals computersystemen, communicatienetwerken en gedistribueerde multiprocessor systemen gaat vaak gepaard met het oplossen van een computationeel complex probleem. Aan de basis ligt het feit dat complexiteit snel toeneemt met de omvang van het systeem. Dit maakt dat reductie van het complexe model beter gebeurt met behulp van rationele functies dan met polynomen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Blondia Chris
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Rousseeuw Peter

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het voorgestelde project beoogt de constructie van een ICT gebaseerd Platform voor Onderwijs in Numerieke wiskunde (IPON). Dit platform moet uitgroeien tot een computer ondersteund learning system dat begeleide zelfstudie mogelijk maakt voor studenten van numerieke vakken. Omdat numerieke problemen ontstaan uit real-life situaties, opteren we voor een totale aanpak, waarbij we vertrekken vanuit het fysisch probleem en eindigen bij de computationele oplossing. Op deze manier hopen we o.a. een zekere integratie tussen verschillende vakken mogelijk to maken en het probleem-oplossend denken van studenten to stimuleren. Het platform dat we voor ogen hebben is een multimediale omgeving waarbn o.a. een aantal hulpmiddelen worden aangeboden zoals 'de mogelijkheid om via het Internet vragen to stellen en antwoorden to krijgen (van assistent, docent of monitor), 'een elektronische krant waarbn weetjes, interessante links, en andere wetenswaardigheden aan bod komen, met eventuele links naar internationale of professionele nieuwsgroepen, 'discussiegroepen waarbij studenten hun mening kwijt kunnen en anderzijds kunnen leren van andere studenten (eventueel van andere richtingen, wat hen een andere kijk op bet probleem kan geven), 'software (matlab, maple, ...) waarmee kan geexperimenteerd worden 'een IEEE conforme virtuele machine, vanaf hier Arithmetic Explorer genoemd, die toelaat de berekeningen tot op bitniveau to volgen '(extra) voorbeelden waarbij de verbanden met andere cursussen expliciet zullen worden gemaakt, 'JAVA applets die ofwel ter illustratie van de cursus ofwel als zelf-toets kunnen ingeschakeld worden, 'links naar professionele software, die kunnen gebruikt worden als men later meer geavanceerde problemen wil oplossen. Dit moet ingebed zijn in een beslissingsboom zodat een tamelijk onbevoegde gebruiker nog in staat is een gepaste softwarekeuze to maken voor zijn probleem (als voorbeeld nemen we de NEOS site http://www.mcs.anl.gov/otc/ voor optimalisatiesoftware of de meer algemene NIST Guide to Available Mathematical Software (GAMS, http://gams.nist.gov). Dit geeft een directe link tussen basisonderwijs en onderzoek. 'een zelf-test mogelijkheid zodat de student zichzelf kan toetsen door kleine vraagstukjes op to lossen, waarna hij zich moet kunnen plaatsen t.o.v. de gemiddelde score of de minimaal vereiste score op dat moment van het academiejaar. Deze feed-back moet de student aansporen om regelmatig en op tijd to beginnen studeren, een grote bekommernis van de academische overheden. Het project beoogt veel meer dan alleen maar het in elektronische vorm beschikbaar stellen van het studiemateriaal : we willen een totaal vernieuwde aanpak om het onderwijs in de numerieke wiskunde to sturen in de richting van begeleide zelfstudie waarbij het aanleren van de wetenschappelijke discipline in het vakgebied, uitgaande van toepassingsgerichte voorbeelden wordt aangeleerd. De eigenlijke inhoud van de vakken wordt daardoor grotendeels ondergeschikt aan de vorm en het leerproces van de student staat daarbij centraal. De ICT die voorgesteld wordt lijkt ons het meest efficiente en aangewezen middel om dit doel to bereiken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In analogie met hybride systemen, waarin zowel analoge als digitale elementen interageren, combineren hybride computationele methoden zowel continue als discrete representaties van numerieke objecten, zoals (multiprecisie) floating-point representaties, (multiprecisie) interval, rationale, rationaal interval, symbolische representaties en zo verder. De beoogde verwezenlijkingen van dit project zijn enerzijds de ontwikkeling van betrouwbare, hybride algoritmes voor de benadering van functies, en anderzijds het ter beschikking stellen van een toepassingeonafhankelijke rekenomgeving waarin hybride rekenen op een betrouwbare manier wordt ondersteund. De bekomen resultaten kunnen aangewend worden voor die toepassingen, zoals robotica, waar er een nauwe band bestaat tussen numerieke berekeningen en Booleanse beslissingen of in toepassingen, zoals computationele biochemie, waar bestaande, exacte algoritmes niet kunnen toegepast worden, bvb. door de beperkte nauwkeurigheid van de data.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De doelstelling van dit project bij de vooropgestelde einddatum is een geïntegreerde omgeving af te leveren die de aanwezige IEEE floating-point hardware blijft ondersteunen, maar ook multiple precisie floating-point, interval, en rationale aritmetiek aanbiedt onder de vorm van een platformonafhankelijke bibliotheek, direct beschikbaar in C++.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Verschaeren Dennis

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Rubben Sven

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Orthogonale functies, en voornamelijk orthogonale veeltermen, hebben reeds verschillende toepassingen gevonden in de numerieke analyse. Het blijkt dat snelle algoritmen om rationale benaderingen te berekenen, tegelijkertijd ook orthogonale veeltermen opstellen. Vaak zijn teller en noemer van de rationale benadering immers ook orthogonale veeltermen. Als we de rationale benaderingsproblemen daarenboven uitdrukken in lineaire stelsels, krijgen we te maken met matrices met een zeer speciale structuur. Dit onderzoeksproject beoogt een diepgaande studie van de verbanden tussen deze onderzoeksdomeinen, met veralgemeningen naar meerdere veranderlijken, naar matrix- en vectorveeltermen etc.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er wordt getracht een geheel van numeriek betrouwbare algoritmes te ontwikkelen voor het probleem van multivariabele Padé-benadering (normale en singuliere regels) en dat van multivariabele rationale Hermite interpolatie (datagrids en scattered data).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Voor de eendimensionale theorie van Pade-benaderingen geldt een sterke link met de theorie der orthogonale polynomen. In de afgelopen decennia zijn verschillende multivariabele veralgemeningen van orthogonale veeltermen voorgesteld, doch tot nu toe geen enkele die op dezelfde manier aansluit bij de multivariabele theorie van Pade-benaderingen. Het is onze bedoeling in de toekomst deze leemte te vullen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het uit veertien partners bestaande wetenschappelijke netwerk stelt volgende doelstelling voorop : het ontwikkelen van geavanceerde numerieke methoden met focus op tijdsintegratie van differentiaal vergelijkingen en numerieke lineaire algebra. Het bestuderen van de interactie van deze methode in toepassingen zoals vloeistof dynamica, beeldreconstructie enz.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het hoofddoel van het project is de integratie van operationele aspecten in het ontwerpproces van object-georiënteerde systemen. Om greep te krijgen op de groeiende complexiteit van de huidige computer-, communicatie- en informatiesystemen, deelt men ze op in kleinere functionele eenheden die min of meer onafhankelijk zijn van elkaar. Het object-georiënteerde paradigma ondersteunt deze modulaire visie. Een eerste objectief van het project is de ontwikkeling van een formalisme dat voldoende universeel is om de structuurverschillen tussen de modules en subsystemen te overbruggen. Een tweede objectief is het verbeteren van de interoperabiliteit ven object-georiënteerde informatiesystemen, door een studie van de eigenschappen en de structuur van de interfaces tussen de systeemcomponenten. Een verder objectief is de configuratie-analyse van complexe systemen. Een manier om dit laatste probleem aan te pakken bestaat erin het te reduceren to het vinden van een eigenvector van een grote matrix.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Janssens Dirk
• Co-promotor: Blondia Chris
• Co-promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Bij het numeriek oplossen van een wetenschappelijk probleem speelt zowel de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de berekeningen, als de juiste keuze van een algoritme een essentiële rol. Voor het eerste aspect kan men zich wenden tot SC-programmeertalen. Voor het andere tot de theorie over expert-systemen. Het is de bedoeling een prototype dat deze beide technologieën combineert te ontwikkelen voor het probleemdomein van multivariabele rationale interpolatie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De doelstelling van dit project bij de vooropgestelde einddatum is een geïntegreerde omgeving af te leveren die de aanwezige IEEE floating-point hardware blijft ondersteunen, maar ook multiple precisie floating-point, interval, en rationale aritmetiek aanbiedt onder de vorm van een platformonafhankelijke bibliotheek, direct beschikbaar in C++.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Verschaeren Dennis

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Betrouwbare algoritmen voor de berekening van multivariabele Pade benaderingen worden gebruikt in CAD-CAM signaalfiltering en systeemtheorie. We bekijken twee methodes, met name recursieve algoritmen en kettingbreuken. De structuur van de multivariabele tabel van rationale functies gaan we in detail bestuderen. Daarbij trachten wij de problemen op te lossen ivm (bijna)-sigulariteiten in de noemer. Block bordering methodes zouden hier een oplossing kunnen bieden. Vervolgens ontwikkelen we algemene recursieve algoritmen. Kettingbreuken impliceren het gebruik van qd-algoritmes. Bedoeling is om alle mogelijke informatie die in de tabel verscholen zit aan het licht te brengen. Nadien wordt een algoritme ontwikkeld dat uit de multivariabele reeksontwikkeling, informatie over de functie zelf afleidt.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Becuwe Stefan

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project worden tools ontwikkeld voor het uitbouwen van intelligente wetenschappelijke program meeromgevingen (PSE's of Problem Solving Environ ments). Deze PSE's zullen oplossingstechnieken en aritmetische implementaties integreren in één totaal concept zodanig dat bij het maken van wetenschappe lijke berekeningen maximaal nauwkeurige en betrouwba re resultaten gegenereerd worden met de nodige garan ties. Om deze doelstellingen te verwezenlijken is onder andere de integratie van symbolische en nume rieke algoritmes op alle niveaus (data en code) essentieel. Hierbij dekt de vlag "numeriek" ook alle recente, intelligentere implementaties van computer aritmetiek en niet enkel de klassieke floating-point implementatie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Terwijl de complexiteit van numerieke problemen toeneemt, neemt ook het aantal algoritmes toe om die problemen op te lossen. De hoeveelheid expertise die beschikbaar is om het meest aangewezen algoritme te selecteren bepaalt in grote mate ook de kwaliteit van het numerieke resultaat. Anderzijds kan men enkel zeker zijn dat variatie in het resultaat vooral afkomstig is van de kwaliteit van de benadering en niet van opgestapelde afrondingsfouten als de algo ritmes gegarandeerde resultaten leveren. In dit project is het de bedoeling om voor een welbepaalde case study de nodige expertise beschikbaar te stellen en de algoritmes zo te implementeren dat ze zeer nauwkeurige resultaten opleveren met de nodige garan ties.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het onderzoek in het domein van de meerdimensionale benaderingsleer heeft de laatste jaren een hoge vlucht genomen, mede dank zij de alsmaar groeiende rekenfaciliteiten op computers. Voor meerdimensionale Padé-benaderingen is het aantal convergentieresultaten tot nu toe eerder gering zodat onderzoek daarvan aangewezen is.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Ondervragings- en update talen worden ontwikkeld voor object georiënteerde database systemen. Hun gebruikers interfaces worden bestudeerd. Tevens wordt het verband met de logica onderzocht. Toepassingsgebied van de numerische wiskunde wordt gerelateerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Paredaens Jan
• Co-promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project bestuderen wij het proces van taalverwerving via een data-gestuurde benadering en via het uitvoeren van experimenten met artificieel leeralgorithmes waarbij beeldleren kan ingevoerd worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: De Schutter Georges
• Co-promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Daelemans Walter
• Co-promotor: Gillis Steven

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In twee vorige artikels in Journ. Comp. Appl. Math. werden belangrijke en langgezochte convergentiestellingen voor Padé-benaderingen in meerdere veranderlijken bewezen. Het voorgesteld onderzoek zal Newton-Padé benaderingen bekijken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Bij het numeriek oplossen van een wetenschappelijk probleem speelt zowel de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de berekeningen, als de juiste keuze van een algoritme een essentiële rol. Voor het eerste aspect kan men zich wenden tot SC-programmeertalen. Voor het andere tot de theorie over expert-systemen. Het is de bedoeling een prototype dat deze beide technologieën combineert te ontwikkelen voor het probleemdomein van multivariabele rationale interpolatie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Verdonk Brigitte

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er wordt getracht een geheel van numeriek betrouwbare algoritmes te ontwikkelen voor het probleem van multivariabele PadÚ-benadering (normale en singuliere regels) en dat van multivariabele rationale Hermite interpolatie (datagrids en scattered data).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Zie Engelse abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

We beschouwen de verzekeringsmarkt als een bijzonder geval van een "onvolledige financiële markt" en beogen om op deze wijze nieuwe resultaten af te leiden m.b.t. het bestaan van evenwichten, het aantal evenwichten en de stabiliteit ervan in functie van de betrokken parameters

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Mandaathouder: De Waegenaere Anja

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onderzoeker(s)

• Promotor: Cuyt Annie
• Co-promotor: Rousseeuw Peter

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Er wordt getracht een geheel van numeriek betrouwbare algoritmes te ontwikkelen voor het probleem van multivariabele PadÚ-benadering (normale en singuliere regels) en dat van multivariabele rationale Hermite interpolatie (datagrids en scattered data).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Wuytack Luc
• Mandaathouder: Cuyt Annie

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

• Onderzoeksproject