Geometry Webinar

Discretization of gauge theories: Application to elastic rod dynamics

Transmissão através de Videoconferência

Speaker: César Rodrigo (EST Setúbal, CMAFcIO).

Abstract: Classical numerical schemes for field theories are usually described in terms of a linear finite element space, assuming the existence of a linear structure that is fundamental for the numerical algorithm. In a non-discrete (smooth) setting, gauge field theories are defined on principal bundles, and have a rich geometric structure that leads to Noether conserved currents but is, in general, incompatible with any linear structure. This is a reason for the lack of energy-conservation properties in several numerical integration schemes for field theories. Key elements in the smooth geometrical formulation of such physical models are the reduction by some Lie group, or a trivialization choice that allows to identify each bundle fiber with a Lie group. Invariance of the theory from a "gauge" choice shows that the natural space to formulate the corresponding physical laws is a bundle of principal connections, possibly coupled with an associated bundle. In this talk we shall present geometrical tools that allow to discretize, linearize, trivialize, and reduce gauge field theories, relating the continuous and discrete models by forward difference operators that are covariant for the action of the structure group. The movement of an elastic rod can be reduced to a principal connection on a trivial principal bundle modeled on the group SE(3). The dynamics of elastic rods is characterized by a choice of two metrics on the Lie algebra, to represent the inertia and elastic components of each rod element, an auxiliary principal connection that represents the minimal energy configuration of the rod, and an additional function to represent forces acting on the rod. We use our discretization tools to generate a family of discrete models for the rod, and present a numerical scheme for the integration of the elastic rod dynamics. The geometrical nature of the tools ensures then corresponding energy conservation properties.


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13h45
CMAFcIO - Centro de Matemática, Aplicações Fundamentais e Investigação Operacional
Logótipo do Dia Internacional da Matemática

Atividades a decorrer em CIÊNCIAS nos dias 14 e 19 de março.

Título "Jornadas de Matemática" e logótipos das entidades envolvidas

O Departamento de Matemática e o Núcleo de Estudantes de Matemática e Matemática Aplicada associam-se às celebrações do Dia Internacional da Matemática.

Planta

As candidaturas terminam a 20 de março, estando previstos vários eventos de matchmaking para ajudar os participantes a encontrar parceiros para os seus projetos.

Título "Cybersecurity Executive Program Edição 2025", sobre um fundo em tons de verde

Candidaturas a decorrer - desconto early bird em duas fases (até 15 de fevereiro e até 28 de fevereiro).

Reitoria da ULisboa

O ato eleitoral decorrerá nos dias 31 de março e 01 de abril de 2025.

A leading venue for presenting and discussing the latest research, industrial practice and innovations in dependable and secure computing.

O maior evento de empregabilidade de CIÊNCIAS, a decorrer nos dias 08 e 09 de abril.

Título "Para um ensino humanista das ciências" e logótipos das entidades organizadoras

O evento tem como tema principal "Para um ensino humanista das ciências" e conta com a participação de vários professores de CIÊNCIAS.

Banner do Dia de Ciências 2025

A 29 de abril de 2025 (terça-feira) assinalamos o 114.º aniversário da Ciências ULisboa.

Junte-se a nós no Grande Auditório de Ciências para uma tarde de celebração que reúne toda a comunidade da Faculdade.

Um concurso de programação dirigido aos alunos do ensino secundário (11.º e 12.º anos), que visa promover a prática e o gosto pela programação.

Banner Dia Aberto de CIÊNCIAS 2025.

Bem-vindos a Ciências ULisboa!

Computability in Europe (CiE) is an interdisciplinary series of international conferences organised by the Association Computability in Europe (ACiE).

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