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Study of alternative metabolic pathways for the production of (R)-3-hydroxybutyric acid in polyhydroxybutyrate producing bacteria
(Universidad de los Andes, 2022) Yañez Meneses, Luz Francy
Considerable rich literature has accumulated concerning biochemical, physiological, and genetic aspects of polyhydroxybutyrate (PHB) intracellular accumulation in bacteria. The costs of substrates and processing, including the extraction of the polymer accumulated in intracellular granules, still hampers a more widespread use of this family of polymers. The PHB monomeric unit, (R)-3-hydroxybutyric acid (R3HBA) has found uses at the biomedical, chemical and supplement industries. The literature shows that two main process engineering and metabolic engineering strategies have been identified aimed at the production of chiral R3HBA: (i) production from the accumulated polymer (polymerization and depolymerization system, PDS); (ii) by bypassing the accumulation of PHB using metabolically engineered bacteria. The later includes the use of thioesterases (thioesterase shortcut system, TSS) that removes CoA from R3HBA-CoA, resulting in the R3HBA release to extracellular medium. This PhD thesis aims at broadening the understanding of the genetic and operational factors leading to PHB polymerization and R3HBA production in Azohydromonas lata DSM 1123, Cupriavidus necator H16 and Methylocystis parvus OBBP. Results showed that the growth associated PHB production observed in A. lata mimics an overflow metabolism, additionally, a successful PHB depolymerization in a two stage chemostat was obtained. The feasibility of producing R3HBA through in-vivo depolymerization of the intracellularly accumulated PHB in M. parvus was investigated. A PHB to R3HBA conversion of 77.2 ± 0.9% (R3HBA titer of 0.153 ± 0.002 g L⁻¹) can be attained in a mineral medium containing 1.0 g L⁻¹ KNO₃ at 30 °C with shaking at 200 rpm and a constant pH of 11 for 72 hours. Nitrogen deprivation, oxygen limitation, the supplementation with exogenous R3HBA and neutral or acidic pHs strongly reduced the excreted R3HBA concentration and yield. The implementation of the TSS system in M. parvus and C. necator by the construction of an expression vector containing tesB was hampered by inconsistencies in the constructed plasmids pLY01 and pLY02. Finally, the production of R3HBA by redirecting fluxes in the PHB metabolic pathway was investigated in C. necator; two mutant strains were constructed using the suicide vector pT18mobsacB: C. necator ∆phaC and C. necator ∆phaC ∆hbd, both unable to polymerize PHB and the last one incapable to transform R3HBA into acetoacetate. The mutant trains released pyruvate and R3HBA, suggesting that a native thioesterase of C. necator may play a role in the release of R3HBA by removing CoA from 3HBA-CoA. A protein homology on the genome of C. necator showed an enzyme encoded as WP_037025319.1 with a percent identity of 44 % in comparison with Ycia that may trigger R3HBA release. The results obtained in this work demonstrated the feasibility of R3HBA production by reducing or eliminating the fluxes of the reactions consuming R3HBA via operational manipulation as described in M. parvus and A. lata or via gene knock outs in C. necator.
A novel fluid dynamic study of the gas-liquid flows in biotrickling filters through CFD simulations and digital imaging techniques
(Universidad de los Andes, 2022) Carreño López, Felipe Antonio; Moreno Casas, Felipe; Vergara Fernández, Alberto
Daily, tons of volatile organic compounds (VOCs) which negatively affect the environment and human health are emitted into the atmosphere from anthropogenic and natural sources. Biotrickling filtration (BTF) is becoming one of the most promising treatment technologies for odor control. Within the last decades, the treatment of pollutants have been studied, and diverse numerical models for predicting the mass transfer have been intensively developed. However, the current state of the art is mainly based on using the two-film, penetration, and surface renewal theories which do not account for local variations of the fluid velocities, physical properties, or flow regimes. To account for variations on the local physical processes, a detail description of porous media, the multiphase fluid dynamics, and the biomass film is required. This work investigates and extends a three-dimensional computational fluid dynamic (CFD) model coupled with computerized tomography (CT) with the novel incorporation of a contrast agent as a first attempt to assess the local biofilm formation inside a realistic porous structure used in biotrickling filtration of VOCs. The validation of these models was accomplished in terms of the gas and liquid phase residence time distribution (RTD), and the volumetric mass transfer coefficient. The gas phase RTD was obtained using a novel methodology based low cost MOx sensor; the liquid phase RTD was obtained from a methylene blue pulse method, while the mass transfer characterization was carried out by using the sulphite method. Finally, the column was operated for the treatment of toluene vapours and a contrast agent was added after reaching the steady state in order to obtain a 3D description of the local biofilm formation. These results were used to validate the CFD-CT models. The mean RTD and the normalized variance estimated in the simulation were 43.709 s and 0.326, respectively. Compared with the experimental results, a relative difference of 4.167% for the mean RTD and 32.515% for the normalized variance were found. The computed surface area was available for biodegradation was 0.366 m2. This work results in a validated gas RTD model, whereas for the liquid RTD and mass transfer coefficient the proposed approaches seem promising but requires additional computational resources to assess the steady state behavior. This methodology demonstrated the feasibility to obtain the local biofilm formation but additional imaging procedures are required to reconstruct the closed manifold geometry to use this image as a computational mesh.
Modelos de pronóstico con machine learning para apoyar la toma de decisiones
(Universidad de los Andes, 2023) Karmy Diban, Juan Pablo; Pérez, Juan; Vairetti, Carla
El analisis de series de tiempo es una tarea fundamental dentro de la ciencia de datos. Ser capaces de almacenar, procesar, y entender los datos históricos nos permite utilizarlos como insumo para el proceso de toma de decisiones. Normalmente las series de tiempo poseen, ya sea implícita o explícitamente, características que permiten realizar su análisis en base a una estructura jerárquica. Esta tesis se centra en el estudio de estas series de tiempo, y en la posibilidad de obtener mejores estimaciones de las mismas, mediante el estudio de sus jerarquías. Este trabajo presenta cuatro investigaciones. Dos de ellas poseen una contribución científica aplicada, mediante la predicción de series de tiempo jerárquicas (HTS) en la industria del Travel Retail y en un Contact Center, respectivamente. Las otras dos investigaciones entregan una contribución metodológica, mediante la incorporación de la estructura jerárquica de las series en un algoritmo de Machine Learning, buscando generar nuevos modelos especializados en la estimación de este tipo de series temporales. En la primera contribución aplicada, se generan estimaciones de venta de productos en la industria del Travel Retail mediante el enfoque clásico ε-SVR, pero adaptado a tres propuestas de algoritmos para su utilización en HTS. En este caso, nuestra metodología propuesta, SVR-BU, obtiene los mejores resultados, superando incluso a las técnicas clásicas ARIMA y Holt-Winters en términos de mean absolute percentage error (MAPE). En la segunda contribución aplicada, se realiza la estimación del volumen de llamadas entrantes en un Contact Center mediante los mismos algoritmos propuestos en el trabajo anterior, y nuevamente nuestra metodología es la que obtiene los mejores desempeños en términos de MAPE. En este caso, la contribución corresponde a la utilización de estos resultados en un modelo de optimización estocástica de staffing propuesto. Las dos contribuciones metodológicas corresponden a nuestras propuestas θ-SVR y KAT-SVR. Ambos métodos pensados como una extensión de ε-SVR para HTS. La idea es agregar información a través de los niveles jerárquicos, previniendo que las series de los niveles inferiores se desvían mucho de las series de los niveles superiores. Buscamos construir un modelo capaz de lidiar con el ruido intrínseco de los niveles inferiores. La gran diferencia entre ambas propuestas radica en que KAT-SVR incorpora métodos de kernel a los modelos reviamente presentados, con el objetivo de otorgarles mayor flexibilidad, mediante la posibilidad de modelar de mejor manera problemas más complejos, con características no lineales. Los modelos presentados en ambos trabajos, θ-SVR y KAT-SVR, obtienen los mejores desempe˜nos en términos de MAPE al ser comparados con ε-SVR tradicional, ARIMA, y Holt-Winters.
Analítica prescriptiva basada en inteligencia computacional para maximizar la rentabilidad
(Universidad de los Andes, 2024-09) Meza Angulo, Armando De Jesús; Pérez R., Juan.
En el contexto actual, las organizaciones enfrentan desafíos en su proceso de toma de decisiones. La dinámica del mercado, la variabilidad en la demanda y la competencia exigen enfoques más sofisticados. La toma de decisiones debe considerar múltiples criterios y gestionar la incertidumbre en la información. Por lo tanto, la capacidad de implementar modelos analíticos y metodologías robustas es fundamental para optimizar operaciones y maximizar rentabilidad. Esta tesis propone modelos y metodologías para mejorar la gestión de productos sustitutos y las estrategias de retención de clientes en entornos empresariales dinámicos con información limitada. Se presentan dos investigaciones interrelacionadas que convergen en optimizar la toma de decisiones, además de una tercera en desarrollo. La primera investigación optimiza la utilidad del consumidor mediante un modelo dinámico de lot-sizing, para maximizar las ganancias al optimizar precio, producción y almacenamiento. El modelo emplea un algoritmo de Optimización por Enjambre de Partículas (PSO) para determinar óptimamente estos parámetros, a través de ecuaciones de punto fijo. Se abordan conjuntamente decisiones de almacenamiento, producción y fijación de precios de productos sustitutos en un marco innovador. La contribución es científica aplicada, desarrollando un modelo que integra un análisis multiproducto y considera la demanda no fija y probabilística, contrastando con modelos tradicionales de demanda determinista. Este enfoque representa más realísticamente las decisiones de los consumidores, mejorando la respuesta empresarial, proporcionando soluciones prácticas para la gestión de inventarios y precios en mercados competitivos. La segunda investigación diseña y optimiza campañas de retención de clientes, mediante un Sistema de Inferencia Difusa tipo Mamdani y modelos de optimización que consideran el abandono de clientes (churn) en función de un umbral de decisión. Este enfoque maximiza la utilidad de las campañas basándose en el análisis de la información del cliente y los retornos marginales. Esta contribución es metodológica, desarrollando técnicas para categorizar clientes según su propensión a abandonar, permitiendo estrategias de retención más efectivas. Al ajustar intervenciones según el comportamiento previsto, esta metodología maneja la incertidumbre en la información, clave en la toma de decisiones en entornos dinámicos. Los resultados en simulaciones numéricas demuestran la efectividad y adaptabilidad de ambos modelos en distintos contextos, destacando su relevancia en la toma de decisiones. Finalmente, se proponen futuras extensiones como algoritmos paralelizados y validación empírica. En resumen, esta tesis ofrece herramientas aplicables en el ámbito empresarial para mejorar la toma de decisiones y optimizar la utilidad.
Efficient uncertainty quantification and propagation in performance-based earthquake engineering
(Universidad de los Andes, 2025-04) Birrell Arangua, Matías; Astroza Eulufí, Rodrigo
In recent decades, the constant deterioration of existing infrastructure and the increasing exposure to natural hazards driven by geological processes and changing climate conditions have motivated the development of a new philosophical approach to structural engineering, known as performance-based engineering. Its goal is to provide a rigorous, science-based framework through a comprehensive assessment of structural risk, ultimately delivering a decision variable that is useful for practical decision-making. To this end, performance-based engineering establishes a probabilistic framework that aims to address uncertainty regarding (i) the hazards to which the structure is exposed, (ii) the actual behavior of the structure versus that predicted by the engineering model, and (iii) the damage caused when certain intensity levels are exceeded. At each of these stages, properly quantifying uncertainty and subsequently propagating it through the following stages is critical for a successful risk assessment. In this context, methodological progress has been gradual, supported by technological advances that have enabled the implementation of probabilistic methods. However, the cost of adopting a probabilistic framework has been high, especially due to the need for largescale simulation of finite element models, which requires significant computational and time investment. For this reason, developing methods that enable efficient uncertainty quantification and propagation in performance-based engineering remains an open challenge and a key area of current research. This thesis presents two approaches aimed at providing efficient methods for uncertainty quantification and propagation by supporting structural simulations with machine learning surrogate models using Gaussian processes. The first approach focuses on quantifying and decomposing parameter-induced uncertainty in structural responses under specific hazard scenarios. Its goal is to support probabilistic sampling-based analyses, including model calibration and updating, iterative performancebased design, and sensitivity analysis. The second approach focuses on the quantification, propagation, and decomposition of uncertainty in structural vulnerability assessment under a broad range of seismic events. This approach implements and discusses the performance-based engineering framework from a philosophical standpoint, although applied to a real-world case study. Available definitions of damage states in bridge components and the relationships between these and their consequences are discussed. Both approaches are developed in a fully probabilistic setting, including probabilistic seismic hazard analysis, probabilistic structural modeling, and uncertainty decomposition.
Chaotic diffusion of dissipative solitons : From anti-persistent random walks to Hidden Markov Models /
(Albers, Tony) Albers, Tony
En publicaciones anteriores, mostramos que el proceso incremental de la difusión caótica de solitones disipativos en una ecuación compleja prototípica de Ginzburg-Landau, conocida, por ejemplo, de la óptica no lineal, se rige por un proceso de Markov simple que conduce a un Paseo aleatorio antipersistente de movimiento o por un Modelo Oculto de Markov más complejo con densidades de salida continuas. En este artículo, revelamos la transición entre estos dos modelos al examinar la dependencia de la dinámica del solitón en el principal parámetro de bifurcación de la ecuación cúbica-quíntica de Ginzburg-Landau, y al identificar los procesos de Markov ocultos subyacentes. Estos modelos capturan la descomposición no trivial de las correlaciones en los anchos de salto y las secuencias de símbolos que representan la dinámica simbólica de los saltos cortos y largos, las estadísticas de los episodios de caminata persistente y la densidad multimodal de los anchos de salto. Demostramos que existe una reducción físicamente significativa de la dinámica de un sistema determinista de dimensiones infinitas a una máquina de estados finitos probabilísticos y proporcionamos una comprensión más profunda de la dinámica del solitón bajo la variación de parámetros de la dinámica no lineal subyacente.
A new kind of chaotic diffusion : anti-persistent random walks of explosive dissipative solitons /
(Albers, Tony) Albers, Tony
Los solitones que existen en medios disipativos no lineales tienen propiedades muy diferentes de las que existen en medios conservadores y están modelados por la ecuación de Schrödinger no lineal. Uno de los comportamientos sorprendentes de los solitones disipativos es la aparición de explosiones: ampliaciones transitorias repentinas de un solitón, que como resultado inducen cambios espaciales. En este trabajo utilizando la compleja ecuación de Ginzburg-Landau en una dimensión, abordamos las estadísticas a largo plazo de estos cambios aparentemente aleatorios. Mostramos que el movimiento de un solitón puede describirse como una caminata aleatoria antipersistente con una disminución oscilatoria correspondiente de la función de correlación de velocidad. Derivamos dos modelos estadísticos simples, uno en tiempo discreto y otro en tiempo continuo, que explican el comportamiento observado. Nuestro análisis estadístico compara una futura teoría microscópica del origen de este nuevo tipo de difusión caótica.
Algorithmic decoding of dense OAM signal constellations for optical communications in turbulence /
(Anguita García, Jaime Andrés) Anguita García, Jaime Andrés
Demostramos una estrategia de detección y decodificación óptica para aumentar la tasa de información y la eficiencia espectral de los enlaces de comunicación láser en el espacio libre afectados por la turbulencia por medio de la modulación del momento angular orbital denso (OAM). Usando tres arquitecturas receptoras candidatas, basadas en un sensor Shack-Hartmann, un clasificador de modo y un esquema complejo de proyección conjugada como caso base, demostramos un sistema de clasificación algorítmica basado en los espectros OAM recibidos producidos por estas arquitecturas. Este esquema de clasificación permite la transmisión de datos con una tasa de error baja en turbulencia utilizando constelaciones de símbolos 16-OAM, 32-OAM y 64-OAM, con estados OAM entre −20 y 20. Evaluamos y comparamos su desempeño en condiciones de turbulencia atmosférica débil a fuerte usando un precisión métrica y matrices de confusión
Coherent Multimode OAM Superpositions for Multidimensional Modulation /
(Anguita García, Jaime Andrés) Anguita García, Jaime Andrés
La generación, propagación y detección de vórtices ópticos superpuestos coherentes y de alta calidad, que llevan dos o más estados de momento angular orbital (OAM), se demuestran experimentalmente utilizando una disposición óptica basada en moduladores de luz espacial. Comparamos nuestros resultados con simulaciones numéricas y mostramos que, en el contexto de la comunicación óptica inalámbrica sin turbulencia (interior o satélite), la identificación individual del estado OAM en el receptor de un sistema modulado OAM se puede lograr con buena precisión, para adaptarse a Arquitecturas de modulación OAM de alta dimensión. Aplicamos nuestros resultados a la simulación de un sistema de comunicación que utiliza modulación con codificación de paridad de baja densidad que considera el diseño óptimo de la constelación de señal en un canal que incluye interferencia OAM inducida por detección realista (imperfecta).
Mining EEG with SVM for Understanding Cognitive Underpinnings of Math Problem Solving Strategies /
(Bosch, Paul) Bosch, Paul
Hemos desarrollado una nueva metodología para examinar y extraer patrones de la actividad eléctrica cerebral mediante el uso de técnicas de extracción de datos y aprendizaje automático. Los datos se recopilaron de experimentos centrados en el estudio de procesos cognitivos que podrían evocar diferentes estrategias específicas en la resolución de problemas matemáticos. Se construyó un problema de clasificación binaria utilizando correlaciones y sincronización de fase entre diferentes canales electroencefalográficos como características y, como etiquetas o clases, los rendimientos matemáticos de los individuos que participan en experimentos especialmente diseñados. La metodología propuesta se basa en el uso de procedimientos bien establecidos de selección de características, que se utilizaron para determinar el tamaño adecuado de la red funcional del cerebro relacionado con las estrategias de resolución de problemas matemáticos y también para descubrir los enlaces más relevantes en esta red sin incluir conexiones ruidosas ni excluir elementos significativos.
Riots and subways, a relationship moderated by the neighborhood’s income level /
(Cartes, Carlos) Cartes, Carlos
Los disturbios sociales debido a factores socioeconómicos y políticos recibieron la atención de los medios durante 2019 en lugares como Francia, Hong Kong, Chile, Nigeria, Sudán, Haití y Líbano. En octubre de 2019, Chile vio manifestaciones masivas en la ciudad capital de Santiago. El costo de los daños a la infraestructura durante el primer mes de disturbios se estimó en US$ 4.600 millones, y el costo para la economía chilena fue de alrededor de US$ 3.000 millones, el 1,1% de su Producto Interno Bruto. Este estudio analiza cómo la topología de la red de transporte público afectó las ubicaciones de los disturbios de 2019 en Santiago. En promedio, encontramos una clara asociación entre la proximidad a la red de metro y la densidad de disturbios. Esta asociación es significativa solo en barrios con residentes en los cuartiles de ingresos más altos y más bajos. Como resultado, al analizar el malestar social y el rol crítico del transporte público, los formuladores de políticas también deben considerar el rol crucial de los ingresos.
Periodic exploding dissipative solitons /
(Cartes, Carlos) Cartes, Carlos
Mostramos la existencia de solitones disipativos explosivos periódicos. Estas explosiones no caóticas aparecen cuando se agregan efectos no lineales y dispersivos de orden superior a la compleja ecuación de Ginzburg-Landau cúbico-quíntico que modela láseres de solitón de fibra. Este fenómeno contraintuitivo es el resultado de la bifurcación de la mitad del período que conduce al orden (explosiones periódicas), seguido de la bifurcación de la duplicación del período que conduce al caos (explosiones caóticas).
Intermittent explosions of dissipative solitons and noise-induced crisis /
(Cisternas Elgueta, Jaime) Cisternas Elgueta, Jaime
Los solitones disipativos muestran una variedad de comportamientos no exhibidos por sus contrapartes conservadoras. Por ejemplo, un solitón disipativo puede permanecer localizado durante un largo período de tiempo sin grandes cambios de perfil, luego crecer y volverse más amplio por un corto tiempo, explotar y volver al perfil espacial original después. Aquí consideramos la dinámica de los solitones disipativos y la aparición de explosiones en detalle. Al utilizar el modelo complejo unidimensional de Ginzburg-Landau y ajustar un solo parámetro, mostramos cómo la aparición de explosiones tiene firmas generales de intermitencia: los períodos de tiempo entre explosiones son irregulares incluso en ausencia de ruido, pero su valor medio está relacionado con la distancia a la criticidad de una ley de potencia. Conjeturamos que estas explosiones son una manifestación de crisis de fusión de atractores, como el continuo de solitones localizados inducidos por la simetría de traducción se conecta mediante trayectorias de corta duración, formando un atractor deslocalizado. A medida que se agrega ruido aditivo, el sistema extendido muestra la misma escala encontrada por los sistemas de baja dimensión que exhiben crisis.
Enforcing energy balance in coherently superimposed optical vortices /
(Cisternas, Jaime E, 1972-) Cisternas Elgueta, Jaime
La generación de haces ópticos con múltiples modos de movimiento orbital-angular-mutuamente coherente (OAM) que utilizan redes de fase se analiza desde la perspectiva de la distribución de energía y la composición del modo radial. Se muestra que las rejillas de fase diseñadas con modos Laguerre-Gauss (LG) igualmente ponderados generarán haces con una distribución de energía desigual entre los componentes OAM. Este resultado no deseado no se puede corregir ajustando el ancho del haz de luz. Se propone una forma de diseñar rejillas de fase que producirán una distribución de energía uniforme entre los estados OAM constituyentes después de la iluminación, a la vez que se minimiza el contenido de los modos radiales altos. Este método se basa en una definición generalizada para los modos LG que aprovechan la libertad para seleccionar sus escalas radiales.
Stochastic and Higher-Order Effects on Exploding Pulses /
(Descalzi Muñoz, Orazio) Descalzi Muñoz, Orazio
Se estudia la influencia del ruido aditivo, el ruido multiplicativo y los efectos de orden superior en la explosión de solitones en el marco de la ecuación de prototipo cúbico-quíntico de Ginzburg-Landau. Transiciones de explosiones a relleno a la ruidosa solución de amplitud finita espacialmente homogénea, colapso (solución cero) y solitones disipativos de explosión periódica se informan.
Class of compound dissipative solitons as a result of collisions in one and two spatial dimensions /
(Descalzi Muñoz, Orazio) Descalzi Muñoz, Orazio
Estudiamos la interacción de los solitones disipativos (DS) cuasi-unidimensionales (cuasi-1D). Comenzando con las soluciones cuasi-1D de la ecuación del complejo cúbico-quíntico de Ginzburg-Landau (CGL) en su estado temporalmente asintótico como condición inicial, encontramos, en función de la velocidad de aproximación y la parte real de la interacción cúbica de los dos sobres contrapropagantes: interpenetración, un estado compuesto formado por ambos sobres o dos estados compuestos. Para la última clase, ambos sobres muestran DS superpuestos en dos ubicaciones diferentes. La estabilidad de esta clase de estados compuestos se remonta a la tasa de crecimiento cuasilineal asociada con el sistema acoplado. Mostramos que este mecanismo también funciona para ecuaciones CGL cúbico-quínticas acopladas 1D. Para los estados cuasi-1D que no están en su estado asintótico antes de la colisión, se puede observar una ruptura a lo largo de la cresta, lo que conduce a resultados no únicos después de la colisión de los estados cuasi-1D.
Noisy localized structures induced by large noise /
(Descalzi Muñoz, Orazio) Descalzi Muñoz, Orazio
Investigamos la influencia del gran ruido en la formación de patrones localizados en el marco de la ecuación de Ginzburg-Landau complejo cúbico-quíntico. La interacción de la localización y el ruido puede conducir al relleno o estructuras localizadas ruidosas para una intensidad de ruido fija. Para centrarnos en la interacción entre el ruido y la localización, cubrimos una región en el espacio de parámetros, en particular, la subcriticidad, para la cual no existen pulsos deterministas estacionarios. Se describen posibles pruebas experimentales del trabajo presentado para reacciones químicas autocatalíticas y sistemas bioinspirados.
Exploding dissipative solitons in reaction-diffusion systems /
(Descalzi Muñoz, Orazio) Descalzi Muñoz, Orazio
Mostramos que la explosión de solitones disipativos puede surgir en un sistema de reacción-difusión para una gama de parámetros. En función de un parámetro de vorticidad, observamos una secuencia de transiciones desde estados oscilatorios localizados a través de serpenteantes solitones disipativos a solitones disipativos explosivos que se propagan en una dirección durante mucho tiempo seguido por la cascada inversa de vuelta a estados localizados oscilantes. Si bien los solitones disipativos explosivos se conocen por la ecuación de Ginzburg-Landau del complejo cúbico-quíntico (CGL), la propagación de solitones disipativos explosivos parece requerir que exista un sistema de simetría más baja.
Multiplicative noise can lead to the collapse of dissipative solitons /
(Descalzi Muñoz, Orazio) Descalzi Muñoz, Orazio
Investigamos la influencia del ruido multiplicativo espacialmente homogéneo en la formación de patrones en el marco de la ecuación de Ginzburg-Landau complejo cúbico-quíntico. Encontramos que por suficiente ruido multiplicativo grande se suprime la formación de solitones disipativos estacionarios y temporalmente periódicos. Este resultado se caracteriza por una relación lineal entre el parámetro de bifurcación y la amplitud de ruido requerida para la supresión. Para el régimen asociado con la explosión de solitones disipativos, encontramos una reducción en el númerode explosiones para una mayor intensidad de ruido, así como una conversión a otros tipos de solitones disipativos o al rellenoy eventualmente un colapso a la solución cero.
Quasi-one-dimensional solutions and their interaction with two-dimensional dissipative solitons /
(Descalzi Muñoz, Orazio) Descalzi Muñoz, Orazio
Describimos la existencia estable de soluciones cuasi unidimensionales de la ecuación de Ginzburg-Landau del complejo cúbico-quíntico bidimensional para un amplio rango del parámetro de bifurcación. Por cuasi-unidimensional (cuasi-1D) en el presente contexto, nos referimos a soluciones de forma fija en una dimensión espacial que simultáneamente se extienden completamente y llenan el espacio en una segunda dirección. Esta clase de soluciones estables surge para valores de parámetros para los cuales simultáneamente otras clases de soluciones son al menos localmente estables: la solución cero, los solitones disipativos de forma fija en 2D o los solitones disipativos en explosión simétricos o asimétricos en 2D azimutalmente. Demostramos que las soluciones cuasi-1D pueden formar estados compuestos estables con solitones disipativos estacionarios 2D o con solitones disipativos explosivos simétricos azimutalmente. Además, encontramos soluciones de respiración cuasi-1D estables cerca de la transición al colapso. La analogía de varias características del trabajo se presenta aquí con los resultados experimentales recientes sobre convección de Miranda y Burguete.

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