Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Erstellung eines dreidimensionalen Untergrundmodells der Region Göttingen basierend auf einer geotechnischen Klassifikation der unkosolidierten Sedimente. Die untersuchten Materialen reichen von Lockersedimenten bis hin zu Festgesteinen, werden jedoch in der vorliegenden Arbeit als Boden, Bodenklassen bzw. Bodenkategorien bezeichnet. Diese Studie evaluiert verschiedene Möglichkeiten durch geostatistische Methoden und Simulationen heterogene Untergründe zu erfassen. Derartige Modellierungen stellen ein fundamentales Hilfswerkzeug u.a. in der Geotechnik, im Bergbau, der Ölprospektion sowie in der Hydrogeologie dar. Eine detaillierte Modellierung der benötigten kontinuierlichen Parameter wie z. B. der Porosität, der Permeabilität oder hydraulischen Leitfähigkeit des Untergrundes setzt eine exakte Bestimmung der Grenzen von Fazies- und Bodenkategorien voraus. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der dreidimensionalen Modellierung von Lockergesteinen und deren Klassifikation basierend auf entsprechend geostatistisch ermittelten Kennwerten. Als Methoden wurden konventionelle, pixelbasierende sowie übergangswahrscheinlichkeitsbasierende Markov-Ketten Modelle verwendet. Nach einer generellen statistischen Auswertung der Parameter wird das Vorhandensein bzw. Fehlen einer Bodenkategorie entlang der Bohrlöcher durch Indikatorparameter beschrieben. Der Indikator einer Kategorie eines Probepunkts ist eins wenn die Kategorie vorhanden ist bzw. null wenn sie nicht vorhanden ist. Zwischenstadien können ebenfalls definiert werden. Beispielsweise wird ein Wert von 0.5 definiert falls zwei Kategorien vorhanden sind, der genauen Anteil jedoch nicht näher bekannt ist. Um die stationären Eigenschaften der Indikatorvariablen zu verbessern, werden die initialen Koordinaten in ein neues System, proportional zur Ober- bzw. Unterseite der entsprechenden Modellschicht, transformiert. Im neuen Koordinatenraum werden die entsprechenden Indikatorvariogramme für jede Kategorie für verschiedene Raumrichtungen berechnet. Semi-Variogramme werden in dieser Arbeit, zur besseren Übersicht, ebenfalls als Variogramme bezeichnet. IV Durch ein Indikatorkriging wird die Wahrscheinlichkeit jeder Kategorie an einem Modellknoten berechnet. Basierend auf den berechneten Wahrscheinlichkeiten für die Existenz einer Modellkategorie im vorherigen Schritt wird die wahrscheinlichste Kategorie dem Knoten zugeordnet. Die verwendeten Indikator-Variogramm Modelle und Indikatorkriging Parameter wurden validiert und optimiert. Die Reduktion der Modellknoten und die Auswirkung auf die Präzision des Modells wurden ebenfalls untersucht. Um kleinskalige Variationen der Kategorien auflösen zu können, wurden die entwickelten Methoden angewendet und verglichen. Als Simulationsmethoden wurden "Sequential Indicator Simulation" (SISIM) und der "Transition Probability Markov Chain" (TP/MC) verwendet. Die durchgeführten Studien zeigen, dass die TP/MC Methode generell gute Ergebnisse liefert, insbesondere im Vergleich zur SISIM Methode. Vergleichend werden alternative Methoden für ähnlichen Fragestellungen evaluiert und deren Ineffizienz aufgezeigt. Eine Verbesserung der TP/MC Methoden wird ebenfalls beschrieben und mit Ergebnissen belegt, sowie weitere Vorschläge zur Modifikation der Methoden gegeben. Basierend auf den Ergebnissen wird zur Anwendung der Methode für ähnliche Fragestellungen geraten. Hierfür werden Simulationsauswahl, Tests und Bewertungsysteme vorgeschlagen sowie weitere Studienschwerpunkte beleuchtet. Eine computergestützte Nutzung des Verfahrens, die alle Simulationsschritte umfasst, könnte zukünftig entwickelt werden um die Effizienz zu erhöhen. Die Ergebnisse dieser Studie und nachfolgende Untersuchungen könnten für eine Vielzahl von Fragestellungen im Bergbau, der Erdölindustrie, Geotechnik und Hydrogeologie von Bedeutung sein.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Handelshögskolan, 2008 Sammanfattning jämte 3 uppsatser

This thesis consists of three distinct parts. Part I introduces the basic concepts and the notion of general quadratic term structures (GQTS) essential in some of the following chapters. Part II focuses on credit risk models and Part III studies forward price term structure models using both the classical and the geometrical approach.  Part I is organized as follows. Chapter 1 is divided in two main sections. The first section presents some of the fundamental concepts which are a pre-requisite to the papers that follow. All of the concepts and results are well known and hence the section can be regarded as an introduction to notation and the basic principles of arbitrage theory. The second part of the chapter is of a more technical nature and its purpose is to summarize some key results on point processes or differential geometry that will be used later in the thesis. For finite dimensional factor models, Chapter 2 studies GQTS. These term structures include, as special cases, the affine term structures and Gaussian quadratic term structures previously studied in the literature. We show, however, that there are other, non-Gaussian, quadratic term structures and derive sufficient conditions for the existence of these GQTS for zero-coupon bond prices. On Part II we focus on credit risk models.   In Chapter 3 we propose a reduced form model for default that allows us to derive closed-form solutions for all the key ingredients in credit risk modeling: risk-free bond prices, defaultable bond prices (with and without stochastic recovery) and survival probabilities. We show that all these quantities can be represented in general exponential quadratic forms, despite the fact that the intensity of default is allowed to jump producing shot-noise effects. In addition, we show how to price defaultable digital puts, CDSs and options on defaultable bonds. Further on, we study a model for portfolio credit risk that considers both firm-specific and systematic risk. The model generalizes the attempt of Duffie and Garleanu (2001). We find that the model produces realistic default correlation and clustering effects. Next, we show how to price CDOs, options on CDOs and how to incorporate the link to currently proposed credit indices. In Chapter 4 we start by presenting a reduced-form multiple default type of model and derive abstract results on the influence of a state variable $X$ on credit spreads when both the intensity and the loss quota distribution are driven by $X$. The aim is to apply the results to a real life situation, namely, to the influence of macroeconomic risks on the term structure of credit spreads. There is increasing support in the empirical literature for the proposition that both the probability of default (PD) and the loss given default (LGD) are correlated and driven by macroeconomic variables. Paradoxically, there has been very little effort, from the theoretical literature, to develop credit risk models that would take this into account. One explanation might be the additional complexity this leads to, even for the ``treatable'' default intensity models. The goal of this paper is to develop the theoretical framework necessary to deal with this situation and, through numerical simulation, understand the impact of macroeconomic factors on the term structure of credit spreads. In the proposed setup, periods of economic depression are both periods of higher default intensity and lower recovery, producing a business cycle effect. Furthermore, we allow for the possibility of an index volatility that depends negatively on the index level and show that, when we include this realistic feature, the impacts on the credit spread term structure are emphasized. Part III studies forward price term structure models. Forward prices differ from futures prices in stochastic interest rate settings and become an interesting object of study in their own right. Forward prices with different maturities are martingales under different forward measures. This mathematical property implies that the term structure of forward prices is always linked to the term structure of bond prices, and this dependence makes forward price term structure models relatively harder to handle. For finite dimensional factor models, Chapter 5 applies the concept of GQTS to the term structure of forward prices. We show how the forward price term structure equation depends on the term structure of bond prices. We then exploit this connection and show that even in quadratic short rate settings we can have affine term structures for forward prices. Finally, we show how the study of futures prices is naturally embedded in the study of forward prices, that the difference between the two term structures may be deterministic in some (non-trivial) stochastic interest rate settings. In Chapter 6 we study a fairly general Wiener driven model for the term structure of forward prices. The model, under a fixed martingale measure, $\Q$, is described by using two infinite dimensional stochastic differential equations (SDEs). The first system is a standard HJM model for (forward) interest rates, driven by a multidimensional Wiener process $W$. The second system is an infinite SDE for the term structure of forward prices on some specified underlying asset driven by the same $W$. Since the zero coupon bond volatilities will enter into the drift part of the SDE for these forward prices, the interest rate system is needed as input to the forward price system. Given this setup, we use the Lie algebra methodology of Bj\o rk et al. to investigate under what conditions, on the volatility structure of the forward prices and/or interest rates, the inherently (doubly) infinite dimensional SDE for forward prices can be realized by a finite dimensional Markovian state space model. / Diss. Stockholm : Handelshögskolan, 2006

Cette thèse est une contribution à la construction de l’Approche Locale de la rupture à l’échelle microscopique à l’aide de la modélisation d’agrégats polycristallins. Elle consiste à prendre en compte la variabilité spatiale de la microstructure du matériau. Pour ce faire, la modélisation micromécanique du matériau est réalisée par la simulation d’agrégats polycristallins par éléments finis. Les champs aléatoires de contrainte (principale maximale et de clivage) dans le matériau qui représentent la variabilité spatiale de la microstructure sont ensuite modélisés par un champ aléatoire gaussien stationnaire ergodique. Les propriétés de variabilité spatiale de ces champs sont identifiés par une méthode d’identification, e.g. méthode du périodogramme, méthode du variogramme, méthode du maximum de vraisemblance. Des réalisations synthétiques des champs de contraintes sont ensuite simulées par une méthode de simulation, e.g. méthode Karhunen-Loève discrète, méthode “Circulant Embedding”, méthode spectrale, sans nouveau calcul aux éléments finis. Enfin, le modèle d’Approche Locale de la rupture par simulation de champ de contrainte de clivage permettant d’y intégrer les réalisations simulées du champ est construit pour estimer la probabilité de rupture du matériau. / This thesis is a contribution to the construction of the Local Approach to fracture at the microscopic scale using polycrystalline aggregate modeling. It consists in taking into account the spatial variability of the microstructure of the material. To do this, the micromechanical modeling is carried out by finite element analysis of polycrystalline aggregates. The random stress fields (maximum principal et cleavage stress) in the material representing the spatial variability of the microstructure are then modeled by a stationary ergodic Gaussian random field. The properties of the spatial variability of these fields are identified by an identification method, e.g. periodogram method, variogram method, maximum likelihood method. The synthetic realizations of the stress fields are then simulated by a simulation method, e.g. discrete Karhunen-Loève method, circulant embedding method, spectral method, without additional finite element calculations. Finally, a Local Approach to fracture by simulation of the cleavage stress field using the simulated realizations is constructed to estimate the rupture probability of the material.

Linear time-invariant (LTI) dynamic networks are described by their dynamical structure function, and generally, they have many possible state space realizations. This work characterizes the necessary and sufficient conditions on a state transformation that preserves the dynamical structure function, thereby generating the entire set of realizations of a given order for a specific dynamic network.

Linear time-invariant (LTI) dynamic networks are described by their dynamical structure function, and generally, they have many possible state space realizations. This work characterizes the necessary and sufficient conditions on a state transformation that preserves the dynamical structure function, thereby generating the entire set of realizations of a given order for a specific dynamic network.

Linear time-invariant (LTI) dynamic networks are described by their dynamical structure function, and generally, they have many possible state space realizations. This work characterizes the necessary and sufficient conditions on a state transformation that preserves the dynamical structure function, thereby generating the entire set of realizations of a given order for a specific dynamic network.

Dizertační práce se zabývá elektronicky nastavitelnými oscilátory, studiem nelineárních vlastností spojených s použitými aktivními prvky a posouzením možnosti vzniku chaotického signálu v harmonických oscilátorech. Jednotlivé příklady vzniku podivných atraktorů jsou detailně diskutovány. V doktorské práci je dále prezentováno modelování reálných fyzikálních a biologických systémů vykazujících chaotické chování pomocí analogových elektronických obvodů a moderních aktivních prvků (OTA, MO-OTA, CCII ±, DVCC ±, atd.), včetně experimentálního ověření navržených struktur. Další část práce se zabývá možnostmi v oblasti analogově – digitální syntézy nelineárních dynamických systémů, studiem změny matematických modelů a odpovídajícím řešením. Na závěr je uvedena analýza vlivu a dopadu parazitních vlastností aktivních prvků z hlediska kvalitativních změn v globálním dynamickém chování jednotlivých systémů s možností zániku chaosu v důsledku parazitních vlastností použitých aktivních prvků.