Institute of Mathematics and Informatics

Семинар "Математическо моделиране и числен анализ"
2025-01-30 14:00 - 15:30 (Europe/Sofia) | Zoom
Поредната сбирка на СЕМИНАРА на секция
“Математическо моделиране и числен анализ”
ще се състои на 30.01.2025 г. (четвъртък) от 14:00 часа по Zoom.
Доклад на тема:
Some mathematical aspects of simulation modeling of physiological processes in plants
ще изнесе Dr. Alex Topaj (Bureau Hyperborea Ltd).
Резюме: The contribution presents the author’s experience of using mathematical methods to describe plant physiology processes in applied crop models. In contrast to the simplified data-based empirical approach, the mechanistic description of plant vital processes in theory allows us to obtain new knowledge and to develop the universal crop models with parameters having physical meaning. Such explanatory models, in addition to the traditional cause-and-effect method (the flow-balance approach, leading to systems of differential or difference equations), can also successfully apply the alternative mathematical apparatus. The following examples of such use will be briefly presented:
1) Organogenesis and phenological development of cereals. Dry matter distribution in the «shoot-root-ear» system as an optimal control problem of dynamic resource allocation.
2) Stomatal Regulation. The functional balance between photosynthesis and transpiration under water stress.
3) Biological nitrogen fixation of legumes. The interaction of active intellectual agents (plant and rhizobia) as an evolutionary game.

Семинар "Математическо моделиране и числен анализ"
2024-09-18 14:00 - 15:30 | Институт по математика и информатика – БАН, Block 8, 1113 БАН IV км., София, Bulgaria
Поредната сбирка на СЕМИНАРА на секция
“Математическо моделиране и числен анализ”
ще се състои на 18.09.2024 (сряда), от 14:00 часа в зала 478 на Института по математика и информатика.
Доклад на тема:
Singular perturbation theory in epidemic modelling
ще изнесе Sara Sottile (University of Bologna, Italy).
Резюме: In real world scenarios, the natural phenomena usually evolve on time scales differing by various orders of magnitude. Such separation in time-scales can be found, for example, in the field of chemical oscillations [1], neuroscience [2], ecology [3] or opinion/information spreading [4]. In this context, Geometric Singular Perturbation Theory (GSPT) is a powerful analytical technique which fully exploits the underlying time-scale separation. Epidemiological models also provide a natural fit for these dynamics. Consider, for instance, models that incorporate information dynamics [5, 6], host-vector interactions [7, 8], or even those that account for immunity loss and reinfection processes, which occur over extended time scales [9]. This seminar will introduce the fundamental concepts of Geometric Singular Perturbation Theory (GSPT) and explore its applications in epidemiology, using various tools and techniques to illustrate the range of its potential.
References
[1] Jelbart, S., Pages, N., Kirk, V., Sneyd, J., Wechselberger, M. (2022). Process-oriented geometric singular perturbation theory and calcium dynamics. SIAM Journal on Applied Dynamical Systems, 21(2): 982–1029.
[2] Desroches, M., Krauskopf, B., Osinga, H. M. (2008). Mixed-mode oscillations and slow manifolds in the self-coupled FitzHugh-Nagumo system. Chaos: An Interdisci- plinary Journal of Nonlinear Science, 18(1): 015107.
[3] Rinaldi, S., Scheffer, M. (2000). Geometric analysis of ecological models with slow and fast processes. Ecosystems, 3: 507-521.
[4] S. Schecter. (2021) Geometric singular perturbation theory analysis of an epidemic model with spontaneous human behavioral change. Journal of Mathematical Biology, 82(6):1–26.
[5] Della Marca, R., d’Onofrio, A., Sensi, M., Sottile, S. (2024). A geometric analysis of the impact of large but finite switching rates on vaccination evolutionary games. Nonlinear Analysis: Real World Applications, 75: 103986.
[6] Bulai, I.M., Sensi, M., Sottile, S. (2024). A geometric analysis of the SIRS compartmental model with fast information and misinformation spreading. Chaos, Solitons & Fractals, 185, 115104.
[7] Aguiar, M., Kooi, B. W., Pugliese, A., Sensi, M., Stollenwerk, N. (2021) Time scale separation in the vector borne disease model SIRUV via center manifold analysis. medRxiv
[8] Rashkov, P., Kooi, B. W. (2021) Complexity of host-vector dynamics in a two-strain dengue model. Journal of Biological Dynamics, 15(1), 35–72.
[9] Kaklamanos, P., Pugliese, A., Sensi, M., Sottile, S. (2024). A geometric analysis of the SIRS model with secondary infections. SIAM Journal on Applied Mathematics, 84(2).

Семинар "Математическо моделиране и числен анализ"
2023-11-28 14:00 - 15:30 | Институт по математика и информатика – БАН, Block 8, 1113 БАН IV км., София, Bulgaria
Семинарът на секция “Математическо моделиране и числен анализ” ще продължи своята работа.
Дата: 28.11.2023 г., 14:00 ч.
Място: Заседателната зала на ИМИ – БАН
Тема: Приложение на математически и статистически модели и методи в областта на мониторинга на горите и земеделските земи с използване на данни от дистанционни изследвания
Докладчици: Проф. д-р Лъчезар Филчев,
гл. ас. д-р Десислава Ганева,
гл. ас. д-р Илина Каменова и
гл. ас. д-р Златомир Димитров
от ИКИТ-БАН
Резюме: Темата изследва как да се използват математически и статистически модели и методи за мониторинг на горите и земеделските земи с данни от дистанционни изследвания. Тя цели да се подобри управлението на екосистемите и хранителната сигурност чрез оценка на рисковете и възможностите, свързани с тези области. Тя има много приложения в областта на картографията, биометрията, агрономията и природозащитата.

Семинар "Математическо моделиране и числен анализ"
2023-07-17 14:00 - 16:00 | Институт по математика и информатика – БАН, Block 8, 1113 БАН IV км., София, Bulgaria
Поредната сбирка на семинара на секция
Математическо моделиране и числен анализ
ще се състои на 17 юли 2023 г., понеделник, от 14:00 часа в зала 503
на Института по математика и информатика.

Публична лекция на тема
Биохимични реакционни мрежи и приложения в епидемиологичното моделиране
ще изнесе
доцент Милен Борисов.

Семинар "Математическо моделиране и числен анализ"
2023-03-06 14:00 - 16:00 | Институт по математика и информатика – БАН, Block 8, 1113 БАН IV км., София, Bulgaria
Поредната сбирка на семинара на секция
Математическо моделиране и числен анализ
ще се състои на 06.03.2023 г., понеделник, от 14:00 часа в зала 503
на Института по математика и информатика със следната програма:

Доклад на тема
Fractional models with applications to infectious diseases dynamics and control theory
ще изнесе
Файсал Ндайроу, постдокторант по програма ПИКОМ.
Резюме. In this talk, I will start by presenting some recent models of fractional calculus and their connection to previously introduced in the litterature. Mainly, I will focus on fractional models with general analytic kernel as they include many existing operators as particular cases. Then, as an application, a detail analysis of a fractional mathematical model of COVID–19 transmission dynamics reflecting realities of Portugal, Spain and Wuhan is given. Finally, a derivation of Pontryagin Maximum Principle (PMP) for fractional optimal control problems involving distributed order fractional derivatives is considered.

Семинар "Математическо моделиране и числен анализ"
2022-12-19 14:00 - 16:00 | Институт по математика и информатика – БАН, Block 8, 1113 БАН IV км., София, Bulgaria
Поредната сбирка на семинара на секция
Математическо моделиране и числен анализ
ще се състои на 19.12.2022 г., понеделник, от 14:00 часа
в зала 403 на Института по математика и информатика със следната програма:
14:00-14:45 Красимир Ангелов, “Числено решаване на двумерното нестационарно парадигматично уравнение на Бусинеск”.
15:00-15:45 Галина Люцканова-Жекова, “Motion of long bubbles in gravity- and pressure-driven flow through cylindrical capillaries up to moderate capillary numbers”.

Семинар "Математическо моделиране и числен анализ"
2022-11-28 14:00 - 15:30 | Институт по математика и информатика – БАН, Block 8, 1113 БАН IV км., София, Bulgaria
Поредната сбирка на семинара на секция
Математическо моделиране и числен анализ
ще се състои на 28.11.2022 г., понеделник, от 14:00 часа в зала 403 на Института по математика и информатика.
Доклад на тема:
Числено решаване на двумерното стационарно парадигматично уравнение на Бусинеск
ще изнесе
Красимир Ангелов, в който ще представи резултати от дисертационния си труд.

Семинар "Математическо моделиране и числен анализ"
2022-11-07 14:00 - 15:30 | Институт по математика и информатика – БАН, Block 8, 1113 БАН IV км., София, Bulgaria
Поредната сбирка на семинара на секция
Математическо моделиране и числен анализ
ще се състои на 07.11.2022 г., понеделник, от 14:00 часа в зала 403 на Института по математика и информатика.
Доклад на тема:
Математическо моделиране на биопроцеси с използването на производни от дробен ред
ще изнесе
Владимира Суванджиева (докторантка към секция ММЧА), в който ще представи резултати от дипломната си работа.

Резюме: В дипломната работа са разгледани две актуални теми: математическо моделиране на биопроцеси (по-специално, биореактор) и работата с производни от дробен ред. Оказва се, че заменянето на производните от целочислен ред в някои от вече добре познати модели, описващи биопроцеси, с производни от дробен ред, има смисъл с оглед на редица експериментални данни. От друга страна, специфичната структура на такъв тип производни се оказва истинско предизвикателство за изследването на свойствата на съответните модели. Работата съдържа първични резултати за моделирането на биореактор с помощта на подходящо подбрани числени апроксимации. Разгледани са няколко различни сценария: от най-простия- без да се отчита смъртност, до по-сложни, при които смъртността е взета предвид. В класическия случай решението на системата от диференциални уравнения, описващи процеса, има специфично поведение от гледна точка на монотонност. Ето защо, целта на последващите експерименти е да се определи дали е възможно класическия модел да се обобщи в модел, използващ производни от дробен ред, така че спецификите на решението да се запазят. Резултатите показват, че последното изисква някои зависимости между редовете на производните в модела. Хипотезата е базирана на два типа експерименти, които са описани в детайл: моделите на Lotka-Volterra и Monod.
