Numerical simulation of combined heat transfer phenomena (conduction, convection, and radiation). Application to he optimisation of thermal systems

Thermal systems interchanging heat and mass by conduction, convection, radiation (solar and thermal ) occur in many engineering applications like energy storage by solar collectors, window glazing in buildings, refrigeration of plastic moulds, air handling units etc. Often these thermal systems are composed of various elements for example a building with wall, windows, rooms, etc. It would be of particular interest to have a modular thermal system which is formed by connecting different modules for the elements, flexibility to use and change models for individual elements, add or remove elements without changing the entire code. A numerical approach to handle the heat transfer and fluid flow in such systems helps in saving the full scale experiment time, cost and also aids optimisation of parameters of the system. In subsequent sections are presented a short summary of the work done until now on the orientation of the thesis in the field of numerical methods for heat transfer and fluid flow applications, the work in process and the future work.

Avaluació ambiental de la recollida de residus municipals de Sant Boi de Llobregat

La gestió dels residus municipals ha d’avançar cap a la sostenibilitat per tal de poder fer front al gran volum de residus que es generen actualment i no malmetre el medi ambient. Aquest fet motiva a l’elaboració d’aquest projecte que es centra en l’anàlisi del procés de recollida dels residus municipals. L’estudi realitza en primer lloc una avaluació ambiental de la recollida global i una avaluació ambiental específica de la recollida de la fracció Resta mitjançant el programari SIMUR (desenvolupada per l’Agència d’Ecologia Urbana de Barcelona). Amb aquesta eina de simulació de models de gestió de residus municipal es calcula el balanç de massa, el balanç energètic, el balanç d’emissions i el balanç econòmic del procés de recollida. La metodologia per al desenvolupament de la segona fase del projecte es basa en la realització de treball de camp per al disseny de taules descriptives dels circuits de recollida de la fracció Resta, que permeten comparar-los entre sí i aconseguir l’objectiu d’avaluar l’eficiència dels sistemes de recollida de càrrega lateral i posterior de la fracció. L’assoliment dels objectius permet fer-se una idea de l’estat actual de la recollida dels residus de Sant Boi, identificant-ne els punts forts i febles i plantejant propostes de millora encarades a aconseguir una futura generació i recollida de residus més respectuosa amb l’entorn.

A priori ratemaking using bivariate poisson regression models

In automobile insurance, it is useful to achieve a priori ratemaking by resorting to gene- ralized linear models, and here the Poisson regression model constitutes the most widely accepted basis. However, insurance companies distinguish between claims with or without bodily injuries, or claims with full or partial liability of the insured driver. This paper exa- mines an a priori ratemaking procedure when including two di®erent types of claim. When assuming independence between claim types, the premium can be obtained by summing the premiums for each type of guarantee and is dependent on the rating factors chosen. If the independence assumption is relaxed, then it is unclear as to how the tari® system might be a®ected. In order to answer this question, bivariate Poisson regression models, suitable for paired count data exhibiting correlation, are introduced. It is shown that the usual independence assumption is unrealistic here. These models are applied to an automobile insurance claims database containing 80,994 contracts belonging to a Spanish insurance company. Finally, the consequences for pure and loaded premiums when the independence assumption is relaxed by using a bivariate Poisson regression model are analysed.

Escenaris possibles del canvi climàtic, simulació de la línia costera catalana

S’ha realitzat una simulació de la futura línia de costa catalana per tal d’avaluar els impactes del possible augment del nivell del mar, estudiant dels usos del sòl afectats a partir d’un programa de tractament d’imatge de satèl•lit. Es parla sobre el sistema climàtic com a un sistema obert i tancat alhora, internament inestable i en equilibri amb l’exterior, amb una dinàmica temporal i espacial interconnectada. L’impacte més important es dóna a les àrees de costa baixa, pràcticament tot el litoral en seria afectat. La superfície total ocupada per la mar seria de més de 20.000 ha. Les regions més afectades serien l’Alt Empordà i el Baix Empordà i els deltes del Llobregat i de l’Ebre. Així doncs, es conclou, cal canviar la forma de vida, abans que sigui el canvi climàtic qui ens hi obligui, i això ho ha de fer cadascú.

Simulació d'un sistema OFDM per a canals mòbils selectius en freqüència

La següent memòria pretén recollir com simular un sistema amb modulació multiportadora; en concret OFDM, per a canals mòbils. L’estudi contempla la capa física del sistema, que s’encarrega de transmetre les cadenes de bits d’informació entre els transmissor i el receptor. L’objectiu és simular el sistema OFDM per a canals mòbils, veure com es comporta i discutir els diferents factors que influeixen en la qualitat de l’enllaç.

Models i formes de la pintura catalana del Barroc: el mirall de l'art francès

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’Institut National d'Histoire de l'Art- Bibliothèque Nationale de France entre l'1 i el 31 de juliol de 2007. S’ha treballat en la recerca documental sobre les relacions artístiques entre França i Catalunya a l’Època Moderna. Els materials o fons documentals d’interès han estat dos: els fons gràfics d’estampes i gravats de la Bibliothèque Nationale, no tant en el sentit de consulta dels originals –que en alguna ocasió també- com sí en el la visualització de les vastíssimes fototeques, que ha permès a l’autor aplegar un bon nombre d’imatges que en el futur serviran per posar en relació la cultura figurativa francesa –sobretot de la pintura i de l’escultura, però també de la tractadística arquitectònica- amb la catalana de l’època, ja sigui per constatar les semblances com per fer notar les diferències en els usos dels models figuratius. S’ha buidat material bibliogràfic difícil de localitzar a Catalunya. Són publicacions referides a gravat, d’una banda, i a patrimoni artístic. Aquest darrer aspecte s’ha treballat des de dos vessants: en seguir notícies de la presència d’artistes catalans a França i viceversa, i en buscar dades sobre l’espoli d’obres d’art portat a terme a Catalunya durant el període napoleònic.

Implementació i simulació funcional en MATLAB del protocol IEEE 802.15.4 de WSN

El principal objectiu que es pretén assolir és dissenyar un simulador de la capa MAC, definida a l’estàndard IEEE 802.15.4. Convé matisar que l’objectiu no és implementar un simulador, sinó utilitzar una plataforma genèrica existent, MATLAB, i definir sobre ella, una metodologia que, permeti utilitzar-la més com a plataforma específica de desenvolupament i simulació de protocols per a xarxes de sensors, que no pas com a simple simulador.

Plataforma per a la simulació de xarxes de sensors

Aquest projecte descriu una plataforma de simulació per a xarxes de sensors des de la perspectiva dels sistemes multi-agents. La plataforma s'ha dissenyat per facilitar la simulació de diferents aplicacions concretes de xarxes de sensors. A més, s'ha entregat com a artefacte del projecte IEA (Institucions Electròniques Autònomes, TIN2006-15662-C02-0) de l'IIIACSIC. Dins l'entorn de l'IEA, aquesta és l'eina que aporta les capacitats de simulació per donar suport al disseny d'algorismes adaptatius per a xarxes de sensors.

Two different 3D biogeochemical models for the NW mediterranean sea: validation with Meris data and intercomparison

Report for the scientific sojourn carried out at the University of New South Wales from February to June the 2007. Two different biogeochemical models are coupled to a three dimensional configuration of the Princeton Ocean Model (POM) for the Northwestern Mediterranean Sea (Ahumada and Cruzado, 2007). The first biogeochemical model (BLANES) is the three-dimensional version of the model described by Bahamon and Cruzado (2003) and computes the nitrogen fluxes through six compartments using semi-empirical descriptions of biological processes. The second biogeochemical model (BIOMEC) is the biomechanical NPZD model described in Baird et al. (2004), which uses a combination of physiological and physical descriptions to quantify the rates of planktonic interactions. Physical descriptions include, for example, the diffusion of nutrients to phytoplankton cells and the encounter rate of predators and prey. The link between physical and biogeochemical processes in both models is expressed by the advection-diffusion of the non-conservative tracers. The similarities in the mathematical formulation of the biogeochemical processes in the two models are exploited to determine the parameter set for the biomechanical model that best fits the parameter set used in the first model. Three years of integration have been carried out for each model to reach the so called perpetual year run for biogeochemical conditions. Outputs from both models are averaged monthly and then compared to remote sensing images obtained from sensor MERIS for chlorophyll.

Selecció d'espais oberts a recuperar i propostes d'ús: una aproximació per anàlisi espacial i multicriteri

Dins de matrius eminentment forestals, els espais oberts agrícoles juguen un paper important diversificant els hàbitats i, de retruc, donant cabuda a l’ecosistema a un nombre d’espècies que d’ells depenen en tots o en alguns moments del seu cicle biològic. La pèrdua d’espais agrícoles tradicionals va més enllà de la pèrdua de varietats agrícoles i ramaderes i de flora arvense associada, i afecta també a molts d’altres organismes. A més de la seva importància directa en la biodiversitat, els espais oberts agrícoles també representen un trencament de la continuïtat del combustible i requereixen el manteniment de vies d’accés, tot coadjuvant a mantenir un paisatge amb un menor risc d’incendi. La zona d’estudi ha estat els Parcs Naturals de Sant Llorenç de Munt i L’Obac, i Garraf, Olèrdola i Foix. Hem considerat de forma simplificada el paisatge dels Parcs com a mosaics amb diferents fases (arbrat dens, arbustiu dens, espais oberts, roquissars i petites zones urbanes) i pressuposa que l’objectiu de la gestió dels Parcs és la conservació d’aquests mosaics i no la seva uniformització en paisatges forestals continus. Hem localitzat e inventariat els espais oberts agrícoles actius i abandonats (recentment i des de 1957) de la zona com a capes SIG, tot associant a cada espai el conjunt de característiques necessàries per la seva gestió i organitzant-los en una Base de Dades lligada a les capes SIG. Un cop fet això, i per tal d’ordenar les actuacions de recuperació, hem establert un sistema de priorització dels espais candidats a través d’anàlisi multi-criteri. En aquesta priorització, ha jugat un paper destacat l’impacte de l’eventual recuperació de cada espai en la geometria del mosaic, la qual cosa ha requerit anàlisi i simulació espacial. Finalment, hem elaborat un conjunt de projectes d’actuació en certs espais concrets per a que serveixin com a models d’actuació.

Structured and unstructured continuous models for Wolbachia infections

We introduce and investigate a series of models for an infection of a diplodiploid host species by the bacterial endosymbiont Wolbachia. The continuous models are characterized by partial vertical transmission, cytoplasmic incompatibility and fitness costs associated with the infection. A particular aspect of interest is competitions between mutually incompatible strains. We further introduce an age-structured model that takes into account different fertility and mortality rates at different stages of the life cycle of the individuals. With only a few parameters, the ordinary differential equation models exhibit already interesting dynamics and can be used to predict criteria under which a strain of bacteria is able to invade a population. Interestingly, but not surprisingly, the age-structured model shows significant differences concerning the existence and stability of equilibrium solutions compared to the unstructured model.

The role of fixed delays in neuronal rate models

Fixed delays in neuronal interactions arise through synaptic and dendritic processing. Previous work has shown that such delays, which play an important role in shaping the dynamics of networks of large numbers of spiking neurons with continuous synaptic kinetics, can be taken into account with a rate model through the addition of an explicit, fixed delay. Here we extend this work to account for arbitrary symmetric patterns of synaptic connectivity and generic nonlinear transfer functions. Specifically, we conduct a weakly nonlinear analysis of the dynamical states arising via primary instabilities of the stationary uniform state. In this way we determine analytically how the nature and stability of these states depend on the choice of transfer function and connectivity. While this dependence is, in general, nontrivial, we make use of the smallness of the ratio in the delay in neuronal interactions to the effective time constant of integration to arrive at two general observations of physiological relevance. These are: 1 - fast oscillations are always supercritical for realistic transfer functions. 2 - Traveling waves are preferred over standing waves given plausible patterns of local connectivity.

Modelado y simulación de sistemas biológicos

En la presente memoria se ha recogido de forma escrita el conjunto de fases que se han llevado a cabo en la realización del proyecto consistente en un simulador de sistemas biológicos utilizando modelos orientados al individuo. Concretamente, el sistema biológico representado ha consistido en el movimiento y comportamiento de cohesión que poseen los peces.

Anàlisi, disseny i implementació d'una eina de simulació per a l'estudi de la interoperabilitat mitjançant conversió d'atributs en entorns multi-domini

El present projecte part d’un estudi sobre el tractament de situacions d’emergència, on es considera que una infraestructura de comunicació, sobre aquest tipus d’escenaris, ha d’implementar la interoperabilitat i el control d’accés, entre els diferents elements que hi participen, utilitzant la conversió d’atributs. Per tal de materialitzar aquest estudi s’ha realitzat un anàlisi de les necessitats de l’aplicació i un disseny detallat dels mòduls que el formen. S’ha implementat d’aquesta manera una eina de simulació per entorns multi-domini. Finalment s’han realitzat un conjunt de proves per comprovar la seva fiabilitat respecte l’estudi original.

Traductor de especificaciones XML de redes de Petri coloreadas a un lenguaje para la resolución de problemas de optimización

Este proyecto presenta el desarrollo de una aplicación que permite traducir Redes de Petri Coloreadas diseñadas en CPN Tools a un lenguaje para la generación de ficheros de entrada a un simulador/optimizador de Redes de Petri Coloreadas. De esta manera se podrán optimizar modelos creados en CPN Tools ya que esta herramienta no facilita la optimización. Todo el proyecto se ha realizado en C++.