Anàlisi mitjançant mecànica de fluids computacional d’un aerogenerador minieòlic

A la UdGhi ha 2 aerogeneradors minieòlics: el del terrat del P2 i un de més petit allaboratori d’energies. Aquest segon aerogenerador minieòlic és el que s’ha utilitzat en aquestprojecte. Es tracta d’un Air-X de la casa Technosun amb les següents característiques:- Té un pes de 6Kg, un radi de 0,582 metres, un TSR de 8,8 i unapotència de 545W.- Perfil de la pala tipus SD2030.- Velocitat d’engegada de 3m/s.-Amb vents forts (més de 15m/s) un dispositiu electrònic redueix lavelocitat fins a 600rpm, reduint les càrregues sobre la turbina i l’estructuramentre encara segueix produint energia.- Baix manteniment. Només consta de dues parts mòbils.L’objecte que s’ha plantejat per aquest projecte ha estat trobar la corbade potència del minigenerador Air-X mitjançant simulació amb CFD, iutilitzant només les dades geomètriques de l’aparell

Desenvolupament de codis numèrics per a la resolució de fluxos turbulents en ordinadors paral·lels emprant discretitzacions tipus symmetry-preserving

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of Groningen, Holanda, entre 2007 i 2009. La simulació directa de la turbulència (DNS) és una eina clau dins de la mecànica de fluids computacional. Per una banda permet conèixer millor la física de la turbulència i per l'altra els resultats obtinguts són claus per el desenvolupament dels models de turbulència. No obstant, el DNS no és una tècnica vàlida per a la gran majoria d'aplicacions industrials degut al elevats costos computacionals. Per tant, és necessari cert grau de modelització de la turbulència. En aquest context, s'han introduïts importants millores basades en la modelització del terme convectiu (no lineal) emprant symmetry-preserving regularizations. En tracta de modificar adequadament el terme convectiu a fi de reduir la producció d'escales més i més petites (vortex-stretching) tot mantenint tots els invariants de les equacions originals. Fins ara, aquest models s'han emprat amb èxit per nombres de Rayleigh (Ra) relativament elevats. En aquest punt, disposar de resultats DNS per a configuracions més complexes i nombres de Ra més elevats és clau. En aquest contexte, s'han dut a terme simulacions DNS en el supercomputador MareNostrum d'una Differentially Heated Cavity amb Ra=1e11 i Pr=0.71 durant el primer any dels dos que consta el projecte. A més a més, s'ha adaptat el codi a fi de poder simular el fluxe al voltant d'un cub sobre una pared amb Re=10000. Aquestes simulacions DNS són les més grans fetes fins ara per aquestes configuracions i la seva correcta modelització és un gran repte degut la complexitat dels fluxes. Aquestes noves simulacions DNS estan aportant nous coneixements a la física de la turbulència i aportant resultats indispensables per al progrés de les modelitzacións tipus symmetry-preserving regularization.

La Phoronomia (1716) de Jacob Hermann (1678 -1733): entre la filosofía natural y la mecánica analítica

La "Phoronomia", primer libro de mecánica escrito tras los "Principia", es representativo del proceso de transición que transformó la dinámica a principios del XVIII y que concluye con la "Mecánica" de Euler (1736). Está escrita en estilo geométrico y algebraico, y mezcla los conceptos y métodos de Leibniz y Newton de forma idiosincrásica. En esta obra se encuentra por primera vez la segunda ley de Newton escrita en la forma en que hoy la conocemos, así como un intento de construcción de la estática y la dinámica de sólidos y fluidos basado en reglas generales diferenciales.

Developing discontinuous Galerkin methods for the resolution of the incompressible Navier-Stokes equations

Informe de investigación elaborado a partir de una estancia en el Laboratorio de Diseño Computacional en Aeroespacial en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos, entre noviembre de 2006 y agosto de 2007. La aerodinámica es una rama de la dinámica de fluidos referida al estudio de los movimientos de los líquidos o gases, cuya meta principal es predecir las fuerzas aerodinámicas en un avión o cualquier tipo de vehículo, incluyendo los automóviles. Las ecuaciones de Navier-Stokes representan un estado dinámico del equilibrio de las fuerzas que actúan en cualquier región dada del fluido. Son uno de los sistemas de ecuaciones más útiles porque describen la física de una gran cantidad de fenómenos como corrientes del océano, flujos alrededor de una superficie de sustentación, etc. En el contexto de una tesis doctoral, se está estudiando un flujo viscoso e incompresible, solucionando las ecuaciones de Navier- Stokes incompresibles de una manera eficiente. Durante la estancia en el MIT, se ha utilizado un método de Galerkin discontinuo para solucionar las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles usando, o bien un parámetro de penalti para asegurar la continuidad de los flujos entre elementos, o bien un método de Galerkin discontinuo compacto. Ambos métodos han dado buenos resultados y varios ejemplos numéricos se han simulado para validar el buen comportamiento de los métodos desarrollados. También se han estudiado elementos particulares, los elementos de Raviart y Thomas, que se podrían utilizar en una formulación mixta para obtener un algoritmo eficiente para solucionar problemas numéricos complejos.

Metodologia a seguir per la reconstrucció d’imatges mèdiques i la seva transformació en geometries mallades per a l’ús computacional

Estudi elaborat a partir d’una estada a l'Imperial College of London, Gran Bretanya, entre setembre i desembre 2006. Disposar d'una geometria bona i ben definida és essencial per a poder resoldre eficientment molts dels models computacionals i poder obtenir uns resultats comparables a la realitat del problema. La reconstrucció d'imatges mèdiques permet transformar les imatges obtingudes amb tècniques de captació a geometries en formats de dades numèriques . En aquest text s'explica de forma qualitativa les diverses etapes que formen el procés de reconstrucció d'imatges mèdiques fins a finalment obtenir una malla triangular per a poder‐la processar en els algoritmes de càlcul. Aquest procés s'inicia a l'escàner MRI de The Royal Brompton Hospital de Londres del que s'obtenen imatges per a després poder‐les processar amb les eines CONGEN10 i SURFGEN per a un entorn MATLAB. Aquestes eines les han desenvolupat investigadors del Bioflow group del departament d'enginyeria aeronàutica del Imperial College of London i en l'ultim apartat del text es comenta un exemple d'una artèria que entra com a imatge mèdica i surt com a malla triangular processable amb qualsevol programari o algoritme que treballi amb malles.

Millora de la resposta electro-mecànica per a ressonadors d'alta freqüència basats en MEMS

Report for the scientific sojourn at the Department of Micro and Nanotechnology of the Technical University of Denmark from August until December 2006. The research was focused on designing and carrying out a technological process for fabricating high frequency resonators with dielectric solid transducer gaps.

La Mecánica de la imaginación escenográfica

La presente investigación pretende hacer una exploración de aquellos mecanismos que se accionan en la imaginación del escenógrafo y por medio de los cuales, se desarrollan las soluciones creativas en la producción de atmósferas sensoriales. Basando los estudios en el análisis temático de una obra planteada, en éste cazo “La señora en su balcón” de Elena Garro, así como también en el proceso que se realiza para la creación de una propuesta (El trabajo con las emociones, el análisis contextual tanto de la obra como del público a quien estará dirigida, los factores que intervienen al momento de formular una selección de aplicaciones efectivas que derivarán posteriormente en soluciones espaciales y finalmente la proyección de tres propuestas comparables para exponer su funcionamiento). Se mostrarán las potenciales capacidades de éste fenómeno efímero que es la mecánica de la imaginación escenográfica y su incursión en el campo de la causalidad.

Simulación de fluidos inmiscibles con el Particle Finite Element Method (PFEM)

Proyecto de investigación realizado a partir de una estancia en el Centro Internacional de Métodos Computacionales en Ingeniería (CIMEC), Argentina, entre febrero y abril del 2007. La simulación numérica de problemas de mezclas mediante el Particle Finite Element Method (PFEM) es el marco de estudio de una futura tesis doctoral. Éste es un método desarrollado conjuntamente por el CIMEC y el Centre Internacional de Mètodos Numèrics en l'Enginyeria (CIMNE-UPC), basado en la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes en formulación Lagrangiana. El mallador ha sido implementado y desarrollado por Dr. Nestor Calvo, investigador del CIMEC. El desarrollo del módulo de cálculo corresponde al trabajo de tesis de la beneficiaria. La correcta interacción entre ambas partes es fundamental para obtener resultados válidos. En esta memoria se explican los principales aspectos del mallador que fueron modificados (criterios de refinamiento geométrico) y los cambios introducidos en el módulo de cálculo (librería PETSc, algoritmo predictor-corrector) durante la estancia en el CIMEC. Por último, se muestran los resultados obtenidos en un problema de dos fluidos inmiscibles con transferencia de calor.

Estudi teòric pràctic de la solubilitat de noves mescles aquoses de nitrats alcalins per climatització per absorció accionada tèrmicament a alta temperatura

Investigación realizada a partir de una estancia como profesor visitante en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universitat Rovira i Virgili. Las soluciones acuosas de LiNO3 tienen una gran potencialidad para ser utilizadas como fluidos de trabajo en ciclos de absorción a altas temperaturas. La adición de otros nitratos y/o nitritos alcalinos mejora, entre otras propiedades, su solubilidad en H2O, el principal inconveniente de estas soluciones. La información bibliográfica sobre la solubilidad de estas es prácticamente inexistente, por eso, en este trabajo se ha realizado un estudio teórico-práctico de la solubilidad de algunos de estos sistemas.(...)

Antibioticoterapia empírica en el tratamiento de la neumonía nosocomial asociada a ventilación mecánica (NNAVM)

La neumonía es una complicación frecuente de la ventilación mecánica. El diagnóstico de sospecha se ha realizado clásicamente por criterios clínicos establecidos por Johanson. El objetivo principal es comprobar si la antibioticoterapia empírica es la adecuada en la prevención de la NNAVM en nuestra unidad. Tipo de estudio: observacional descriptivo, de cohortes prospectivo. Resultados: 35 pacientes presentan NNAVM. 77.14% varones, 22.85% mujeres. El principal factor de riesgo para desarrollar esta patología es la ventilación mecánica La adecuación del tratamiento empírico es un factor determinante en la supervivencia.

Reducción del tiempo de ventilación mecánica optimizando la sedación mediante monitor de análisis biesprectral

Estudio clínico, prospectivo y randomizado. Se incluyeron 85 pacientes, 31 monitorizados mediante BIS®. No se encontraron diferencias significativas en cuanto al tiempo (mediana) de ventilación mecánica que fue de 4 (1-10) días en los pacientes con BIS®, y 4 (2-10) días en los no BIS® (p=0,33) , disminución de NAV precoz (10% BIS® y 13,5% no BIS® p=0,46) ni tardía ( 9,7% BIS® y 21,2% no BIS® p=0,15) ni dosis de sedantes. Sin diferencias en cuanto a la estancia (mediana) en UCI (7,5 (2-17) días para el grupo BIS® y de 7,5 (4-19) días para el grupo no BIS®, p=0,51); ni hospitalaria (20 (12-36) días para el grupo BIS® y 20 (9-32) días para el grupo no BIS®, p=0,57).

Factors de fracàs de la ventilació mecànica no invasiva en malalts crítics amb insuficiència respiratòria aguda hipoxèmica de novo

Resum: Introducció: En la hipoxemia de novo la indicació de la VNI és controvertida. Sembla que el fracàs de la VNI s’associa a major mortalitat en aquests malalts. Objectiu: Identificar possibles factors predictors de fracàs de la VNI. Pacients i mètodes: Estudi observacional retrospectiu de 35 malalts ingressats per hipoxemia de novo i que van rebre tractament de suport amb ventilació no invasiva. Resultats: En aquests malalts la VNi va fracasar més del 50%, sobretot en malalts amb SDRA i en els més hipoxèmics. Els malalts que van fracassar van tenir major mortalitat, més infeccions nosocomials respiratòries i més dies d’ingrés a UCI.

Influencia de las fugas intencionales en la monitorización del volumen tidal en ventilación mecànica no invasiva

La modalitat més utilitzada en ventilació mecànica no invasiva es la pressió de suport (Ps) amb tubuladura única i sistemes de fuita controlada mitjançant una vàlvula espiratòria. En el nostre estudi avaluem la influència que l’increment d’aquestes fuites pot tenir en el càlcul del volum tidal (VT) per part del software dels ventiladors comercials. Els resultats mostren que el software dels ventiladors infravalora el VT real que rep el pacient. Aixó pot comportar que, almenys en alguns casos, en la pràctica clínica s’utilitzin valors de Ps superiors als necessaris quina cosa podria comportar un cert grau d’hiperinsuflació pulmonar.

Saturació tenar d’oxigen (StO2) mesurada de forma no invasiva mitjançant l’espectroscòpia (NIRS) durant la prova de respiració espontània com a predictor d’èxit de la retirada de la ventilació mecànica.

Es tracta d’un estudi unicèntric prospectiu amb 30 pacients sotmesos a ventilació mecànica i considerats candidats a la retirada del suport ventilatori per part del seu equip mèdic assistencial. L’objectiu de l’estudi és determinar si els canvis de la saturació tenar d’oxigen (StO2), així com les corves de desoxigenació i reoxigenació de StO2 derivades d’una maniobra d’isquèmia vascular transitòria, mesurades de forma no invasiva mitjançant l’espectroscòpia en el límit de la llum infrarroja (Near Infra Red Spectroscopy - NIRS), són útils com a predictors del fracàs de l’extubació en el procés de retirada de la ventilació mecànica.

Utilidad de los cultivos de vigilancia para la predicción de etiología de la neumonía asociada a la ventilación mecánica. Aplicación en una UCI endémica para A. baumannii multirresistente

Comprovar la utilitat dels cultius de vigilància per a la identificació per fenotip dels microorganismes ulteriorment responsables de la NAVM i també per a la identificació per fenotip de l'Acinetobacter baumannii productor de NAVM, per al que es va realitzar BAS 2 vegades/setmana a malalts intubats ≥ 48h. Es van valorar 273 pacients ventilats mecànicament ≥ 48h, dels quals 47 van desenvolupar NAVM. La concordança entre els cultius de vigilància i la etiología de la NAVM va ser del 87’2%, similar al percentatge de tractaments apropiats si s'haguessin utilitzat només els mateixos. La concordança augmenta fins al 100% en el cas de l´Acinetobacter baumannii.