Dynamics of driven three-dimensional thin films: from hdrophilic to superhydrophobic substrates

We study the forced displacement of a thin film of fluid in contact with vertical and inclined substrates of different wetting properties, that range from hydrophilic to hydrophobic, using the lattice-Boltzmann method. We study the stability and pattern formation of the contact line in the hydrophilic and superhydrophobic regimes, which correspond to wedge-shaped and nose-shaped fronts, respectively. We find that contact lines are considerably more stable for hydrophilic substrates and small inclination angles. The qualitative behavior of the front in the linear regime remains independent of the wetting properties of the substrate as a single dispersion relation describes the stability of both wedges and noses. Nonlinear patterns show a clear dependence on wetting properties and substrate inclination angle. The effect is quantified in terms of the pattern growth rate, which vanishes for the sawtooth pattern and is finite for the finger pattern. Sawtooth shaped patterns are observed for hydrophilic substrates and low inclination angles, while finger-shaped patterns arise for hydrophobic substrates and large inclination angles. Finger dynamics show a transient in which neighboring fingers interact, followed by a steady state where each finger grows independently.

Three-dimensional aspects of fluid flows in channels. II. Effects of meniscus and thin film regimes on viscous fingers

We perform a three-dimensional study of steady state viscous fingers that develop in linear channels. By means of a three-dimensional lattice-Boltzmann scheme that mimics the full macroscopic equations of motion of the fluid momentum and order parameter, we study the effect of the thickness of the channel in two cases. First, for total displacement of the fluids in the channel thickness direction, we find that the steady state finger is effectively two-dimensional and that previous two-dimensional results can be recovered by taking into account the effect of a curved meniscus across the channel thickness as a contribution to surface stresses. Second, when a thin film develops in the channel thickness direction, the finger narrows with increasing channel aspect ratio in agreement with experimental results. The effect of the thin film renders the problem three-dimensional and results deviate from the two-dimensional prediction.

Three-dimensional aspects of fluid flows in channels. I. Meniscus and thin film regimes

We study the forced displacement of a fluid-fluid interface in a three-dimensional channel formed by two parallel solid plates. Using a lattice-Boltzmann method, we study situations in which a slip velocity arises from diffusion effects near the contact line. The difference between the slip and channel velocities determines whether the interface advances as a meniscus or a thin film of fluid is left adhered to the plates. We find that this effect is controlled by the capillary and Péclet numbers. We estimate the crossover from a meniscus to a thin film and find good agreement with numerical results. The penetration regime is examined in the steady state. We find that the occupation fraction of the advancing finger relative to the channel thickness is controlled by the capillary number and the viscosity contrast between the fluids. For high viscosity contrast, lattice-Boltzmann results agree with previous results. For zero viscosity contrast, we observe remarkably narrow fingers. The shape of the finger is found to be universal.

Dynamics of driven three-dimensional thin films: from hdrophilic to superhydrophobic substrates

We study the forced displacement of a thin film of fluid in contact with vertical and inclined substrates of different wetting properties, that range from hydrophilic to hydrophobic, using the lattice-Boltzmann method. We study the stability and pattern formation of the contact line in the hydrophilic and superhydrophobic regimes, which correspond to wedge-shaped and nose-shaped fronts, respectively. We find that contact lines are considerably more stable for hydrophilic substrates and small inclination angles. The qualitative behavior of the front in the linear regime remains independent of the wetting properties of the substrate as a single dispersion relation describes the stability of both wedges and noses. Nonlinear patterns show a clear dependence on wetting properties and substrate inclination angle. The effect is quantified in terms of the pattern growth rate, which vanishes for the sawtooth pattern and is finite for the finger pattern. Sawtooth shaped patterns are observed for hydrophilic substrates and low inclination angles, while finger-shaped patterns arise for hydrophobic substrates and large inclination angles. Finger dynamics show a transient in which neighboring fingers interact, followed by a steady state where each finger grows independently.

Percolation and three-dimensional structure of supercritical water

It is well established that at ambient and supercooled conditions water can be described as a percolating network of H bonds. This work is aimed at identifying, by neutron diffraction experiments combined with computer simulations, a percolation line in supercritical water, where the extension of the H-bond network is in question. It is found that in real supercritical water liquidlike states are observed at or above the percolation threshold, while below this threshold gaslike water forms small, sheetlike configurations. Inspection of the three-dimensional arrangement of water molecules suggests that crossing of this percolation line is accompa- nied by a change of symmetry in the first neighboring shell of molecules from trigonal below the line to tetrahedral above.

R&D cooperation between Spanish firms and scientific partners: what is the role of tertiary education?

This paper explores the factors that determine firm’s R&D cooperation with different partners, paying special attention on the role of tertiary education (degree and PhDs level) in facilitating the connection between the firms and the to scientific bodies (technology centres, public research centres and universities). Here, we attempt to answer two questions. First, are innovative firms that carry out internal and external R&D activities more likely to cooperate on R&D projects with other partners? Second, do Spanish innovative firms with a high participation of researchers with degrees or PhDs tend to cooperate more with scientific partners? To answer both questions we apply a three-dimensional approach on a firm level Panel Data with a sample of 4.998 manufacturing and services Spanish firms. First, we run a complementary test between external R&D acquisition and skilled research workers and find that firms which carry out external R&D activities obtain a greater return on R&D cooperation when they have skilled workers in R&D, especially in high-tech manufactures and KIS services. Second, we carry out a 2-step tobit model to estimate, in the first stage, the determinants that explain whether Spanish innovative firms cooperate or not; and in the second stage the factors that affect the choice of partners. And third, we apply an ordered probit model to test the marginal effects of explanatory variables on the different partners. Here we contrast some of the most interesting empirical hypotheses of previous studies, and which emphasize the role of employees with degrees and PhDs in facilitating cooperative R&D between firms and scientific partners. JEL classification: O31, O33, O38. Key words: Determinants R&D cooperation, industry-university flows, PhD research workers.

Mòdul de visualització 3D d’ ajuda al diagnòstic de les neoplàsies rectals

El diagnòstic mitjançant la imatge mèdica s’ha convertit en una eina fonamental en la pràctica clínica, permet entre altres coses, reconstruir a partir d’un conjunt d’imatges 2D, obtingudes a partir d’aparells de captació, qualsevol part de l’organisme d’un pacient i representar-lo en un model 3D. Sobre aquest model 3D poden realitzar-se diferents operacions que faciliten el diagnòstic i la presa de decisions als especialistes. El projecte que es presenta forma part del desenvolupament de la plataforma informàtica de visualització i tractament de dades mèdiques, anomenada Starviewer, que desenvolupen conjuntament el laboratori de Gràfics i Imatge (GiLab) de la Universitat de Girona i l’ Institut de Diagnòstic per la Imatge (IDI) de l’Hospital Josep Trueta de Girona. En particular, en aquest projecte es centra en el diagnòstic del càncer colorectal i el desenvolupament de mètodes i tècniques de suport al seu diagnòstic. Els dos punts claus en el tractament d’aqueta patologia són: la detecció de les lesions I l’estudi de l’evolució d’aquestes lesions, una vegada s’ha iniciat el tractament tumoral. L’objectiu principal d’aquest projecte és implementar i integrar en la plataforma Starviewer les tècniques de visualització i processament de dades necessàries per donar suport als especialistes en el diagnòstic de les lesions del colon. Donada la dificultat en el processament de les dades reals del budell ens proposem: dissenyar i implementar un sistema per crear models sintètics del budell; estudiar, implementar i avaluar les tècniques de processament d’imatge que calen per segmentar lesions de budell; dissenyar i implementar un sistema d’exploració del budell iintegrar de tots els mòduls implementats en la plataforma starviewer

Disseny i construcció d'un motor 3D en temps real per la Gameboy Advance

El projecte desenvolupat ha tractat l’estudi i disseny d’un motor 3D interactiu a la consolaGame Boy Advance (GBA). La GBA disposa d’un processador ARM7TDMI a 16’78Mhz i no disposa de operacions 3D per-hardware, és una consola lenta en comparació lesque podem trobar al mercat d’avui en dia. Aquest treball, va partir de la construcció d’un prototipus ray-casting per-columna. Després,vàrem adaptar-lo a una estructura de portals i sectors. Més tard,es va introduir el mapeig de sostre/terra i de paisatges. Per últim,vàrem introduir efectes a la renderització per donar més realismeal recorregut del món, com il·luminació, objectes, etc.Tot i que es va estudiar l’arquitectura d’un motor eficient, no estenia prou per arribar a tenir un motor interactiu. Una de lestasques més difícils va ser la part de optimització. Peraconseguir-ho s’ha hagut de substituir operacions a temps realcostoses a temps de execució, replantejar parts de l’algorisme per fer-lo més eficient, entre altres

Sistema d'estereovisió amb una càmera

Els sistemes de visió estèreo es basen en la reconstrucció per triangulació a partir de dues càmeres, permetent la representació d’objectes del món real en tres dimensions. L’objectiu d’aquest projecte consisteix a dissenyar i implementar un sistema estèreo amb una sola càmera amb dos petits vidres d’alta transmissivitat davant de la lent, utilitzant la teoria clàssica desenvolupada a partir de dues càmeres. D’aquesta forma obtindrem un sistema molt més compacte que en el cas de tenir dues càmeres, que serà apte per entorns molt reduïts i per escenes molt properes

Modelat d'edificis basats en extrusions procedurals per a skylineEngine

Actualment ens trobem en un món on tot gira al voltant de les noves tecnologies, i un pilar fonamental és l'oci i l'entreteniment. Això engloba principalment les indústries del cinema, videojocs i realitat virtual. Un dels problemes que tenen aquestes indústries és com crear l'escenari on es produeix la història. L'objectiu d'aquest projecte de final de carrera és crear una eina integrada al skylineEngine, que serveixi per crear edificis de manera procedural, on l'usuari pugui definir l'estètica d'aquest edifici, introduint la seva planta i els perfils adequats. El que s'implementarà serà una eina de modelatge per a dissenyadors, que a partir d'una planta i perfils pugui crear l'edifici.Aquest projecte es desenvoluparà a sobre del mòdul de generació d'edificis del skylineEngine, una eina pel modelatge de ciutats que s'executa sobre el Houdini 3D, que és una plataforma genèrica pel modelatge procedural d'objectes.El desenvolupament d'aquest projecte implica:• Estudi de la plataforma de desenvolupament Houdini 3D i de les llibreries necessàries per la incorporació de scripts Python. Estudi de les EEDD internes de Houdini.• Aprendre i manejar el llenguatge de programació Python.• Estudi del codi de l'article Interactive Architectural Modeling with Procedural Extrusions, per en Tom Kelly i en Peter Wonka, publicat a la revista ACM Transactions on Graphics (2011).• Desenvolupament d'algorismes de conversió de geometria d'una estructura tipus face-vertex a una de tipus half-edge, i viceversa.• Modificació del codi Java per acceptar crides sense interfície d'usuari i amb estructures de dades generades des de Python.• Aprendre el funcionament de la llibreria JPype per permetre enllaçar el Java dins el Python.• Estudi del skylineEngine i de les llibreries per la creació d'edificis.• Integració del resultat dintre del skylineEngine.• Verificació i ajust de les regles i paràmetres de la simulació per a diferents edificis

Lattices for 3-Dimensional Fuzzy Data generated by Fuzzy Galois Connections

Vagueness and high dimensional space data are usual features of current data. The paper is an approach to identify conceptual structures among fuzzy three dimensional data sets in order to get conceptual hierarchy. We propose a fuzzy extension of the Galois connections that allows to demonstrate an isomorphism theorem between fuzzy sets closures which is the basis for generating lattices ordered-sets

Itinerari d'educació ambiental i sensorial de Sant Pere del Burgal

El Parc Natural de l’Alt Pirineu (PNAP) va ser creat l’any 2003. Actualment, el parc està desenvolupant una xarxa d’itineraris d’Educació Ambiental (EA). L’Ecomuseu de la Vall d’Àneu (EVA) ofereix rutes guiades al sender del Monestir de Sant Pere del Burgal, ja senyalitzat i equipat pel PNAP, en estar inscrit al seu àmbit territorial. Es tracta d’un sender de fàcil accés i recorregut, molt ample al primer tram tot oferint una gran varietat d’aspectes d’interès. L’objectiu principal del present projecte és plantejar un itinerari d’EA sensorial adaptat als col·lectius amb mobilitat reduïda i persones invidents. Amb aquesta finalitat es desenvolupen continguts i materials didàctics i es determinen les accions que els articularan. En un primer moment s'ha analitzat la viabilitat de l’itinerari aplicant el protocol de valoració dissenyat pel grup Edukamb. La puntuació obtinguda és de 74 punts sobre 100, corroborant la idoneïtat del seu recorregut pels visitants. En el disseny de l’itinerari, s’han determinat els elements i processos d’interès a l’entorn, s’han proposat quatre parades sensorials i una pasarel·la de fusta al primer tram i quatre parades de component antropològica i la instal·lació d’una corda perimetral al segon tram. Finalment també, la instal·lació de maquetes tridimensionals tàctils, una descriptiva dels aspectes i les parades de l’itinerari a l’inici del camí i una arquitectònica de l’entorn del monestir en arrivar al mateix. S’han proposat millores en la senyalització present, alternatives i complements al material pedagògic considerat al projecte i el disseny de protocols de valoració per itineraris adaptats a tot tipus de col·lectius.

Juguem amb la Wii!: telemesura d'acceleracions en 3D : desenvolupament d'un projecte informàtic de codi lliure

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Aquest treball de recerca és un projecte sobre el disseny i la creació d’un programa informàtic de codi obert amb l’objectiu de mesurar acceleracions en tres dimensions utilitzant el comandament de la wii, també conegut com a wiimote. Per tant, s'ha creat un programa que es connecta amb el wiimote, en rep les dades, les guarda i les representa per analitzar posteriorment diversos tipus de moviments i les seves acceleracions. Per tal de fer això es va aprofitar una biblioteca de funcions de codi obert ja existent que aporta les funcions principals per a la comunicació i control del comandament. El codi obert és un concepte que s’utilitza per als projectes informàtics, el codi dels quals està a la disposició de qui el necessiti. La biblioteca utilitzada està escrita en llenguatge C i per a plataforma Linux, i per tal d’aprofitar-la es va haver d’aprendre a utilitzar tant el llenguatge com la plataforma ja que no s'hi havia treballat mai abans. Gràcies a aquest projecte s'ha tingut la possibilitat de veure el funcionament d’algunes tecnologies alternatives i veure’n els avantatges sobre les convencionals o propietàries. Així doncs, des del punt de vista de l'autor, ha estat útil i enriquidor el fet de realitzar-lo.

R&D cooperation between Spanish firms and scientific partners: what is the role of tertiary education?

This paper explores the factors that determine firm’s R&D cooperation with different partners, paying special attention on the role of tertiary education (degree and PhDs level) in facilitating the connection between the firms and the to scientific bodies (technology centres, public research centres and universities). Here, we attempt to answer two questions. First, are innovative firms that carry out internal and external R&D activities more likely to cooperate on R&D projects with other partners? Second, do Spanish innovative firms with a high participation of researchers with degrees or PhDs tend to cooperate more with scientific partners? To answer both questions we apply a three-dimensional approach on a firm level Panel Data with a sample of 4.998 manufacturing and services Spanish firms. First, we run a complementary test between external R&D acquisition and skilled research workers and find that firms which carry out external R&D activities obtain a greater return on R&D cooperation when they have skilled workers in R&D, especially in high-tech manufactures and KIS services. Second, we carry out a 2-step tobit model to estimate, in the first stage, the determinants that explain whether Spanish innovative firms cooperate or not; and in the second stage the factors that affect the choice of partners. And third, we apply an ordered probit model to test the marginal effects of explanatory variables on the different partners. Here we contrast some of the most interesting empirical hypotheses of previous studies, and which emphasize the role of employees with degrees and PhDs in facilitating cooperative R&D between firms and scientific partners.