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.

GNSS array: diseño de una antena con polarización circular

Aquest projecte es centra en el disseny d’una antena microstrip per a GNSS. Una antena per a GNSS ha de tenir adaptació de impedància d’entrada i polarització circular a dretes, com a principals especificacions, en el rang de 1.15-1.6 GHz. El tipus d’alimentació d’una antena microstrip amb el major ample de banda d’adaptació és l’alimentació mitjançant acoblament per apertura. Si a l’antena s’introdueixen dos apertures de forma ortogonal, alimentades amb un desfasament de 90º entre elles, s’aconsegueix polarització circular. L’opció de separar les apertures redueix la transferència de potència entre elles, i disminueix el guany de polarització creuada. La xarxa d’alimentació dissenyada és un divisor de Wilkinson amb una línia de λ/4 a la freqüència central, encara que el desfasament als extrems de la banda no sigui de 90º. Com a xarxa d’alimentació es va provar un hibrid de 90º, però l’elevat valor del paràmetre S21 de l’antena impossibilita l’adaptació a l’entrada del hibrid.

La crisis del drama en la contemporaneidad: Attempts on her life de Martin Crimp

Attempts on her life es una obra que desafía la posibilidad de su propia representación. El tratamiento del personaje; la ausencia de diálogo strictu sensu; una acción que se desarrolla en el relato de los locutores; espacio y tiempo que no acaban de definirse sino en el hic et nunc del espectáculo: todo esto convierte la obra de Crimp en parámetro ideal para detectar el estado de la llamada crisis del drama en la contemporaneidad. Este trabajo quiere centrarse en la relevancia que las características formales y de contenido de la obra cobran dentro del ámbito dramatúrgico y filosófico contemporáneos

Análisis del ciclo de vida de sistemas de tratamiento de aguas residuales: influencia de los materiales utilizados

En este proyecto se tiene como objetivo comparar una EDAR específica con otras tres, desde el punto de vista ambiental, y establecer diferentes alternativas. En particular, se ha evaluado la mejor alternativa en la obtención de energía eléctrica para la propia utilización de la planta de tratamiento de aguas residuales, a partir del biogás generado en el digestor en la línea de lodos. En este tipo de instalaciones, entre las alternativas tanto en su uso actual como en fase de desarrollo, el motor de cogeneración de electricidad y el calor es el más utilizado para obtener simultáneamente la electricidad necesaria para las instalaciones y el calor necesario para mantener el digestor de lodos a la temperatura de trabajo (36ºC aproximadamente). Las otras alternativas evaluadas en este estudio son las pilas de biogás de membrana electrolítica polimérica (en inglés Polymeric Electrolyte Membrane, PEM) y las pilas de óxidos sólidos (en inglés Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) con una turbina de gas (sistema híbrido SOFC-GT). Por otro lado, se estudian las características de los materiales que componen los dispositivos MEC (microbial electrolysis cell) y las pilas PEM y SOFC, así como las ventajas e inconvenientes de usar estas nuevas tecnologías en el tratamiento de aguas residuales, así como la evaluación del impacto ambiental de la EDAR objeto de estudio, que se ha llevado a cabo utilizando el análisis de ciclo de vida (ACV). El ACV es una herramienta que permite comparar diferentes procesos o productos que tengan la misma función, y así evaluar la alternativa que conlleve una mejora en el medio ambiental. La metodología de ACV pretende evaluar en detalle el ciclo de vida completo de un producto o proceso. Un ACV se suele definir de tipo "cradle to grave" o "desde la cuna hasta la tumba" o bien de tipo "gate to gate", o "de puerta a puerta". En el primer caso el estudio analiza el ciclo de vida completo del sistema, dese el origen hasta el final, mientras que en el segundo caso el ACV no tiene en cuenta su disposición final (vertedero, reciclaje, etc.). Un estudio de ACV del primer tipo conlleva hacer un estudio muy detallado, que en la práctica puede resultar muy largo y laborioso por la dificultad de encontrar todos los datos necesarios. Por ello, muchos estudios de ACV que se encuentran en la literatura suelen ser del tipo "gate to gate". Además, hay que esablecer las fronteras del sistema a estudiar, ya que hay procesos que tienen muy poca contribución a las categorías de impacto ambiental. En una EDAR los principales procesos considerados en el ACV llevado a cabo son el consumo de productos químicos, de electricidad, la producción de lodos y su utilización como composta, el biogás y su utilización para producir electricidad, los residuos sólidos y las distintas emisiones al medio producidas por el propio funcionamiento de la EDAR. Las operaciones relacionadas indirectamente como el transporte de los lodos, de productos químicos, de los residuos sólidos y la infraestructura con una vida media de 30 años no influyen significativamente en los resultados, por ejemplo el transporte de los lodos con un camión a 30km contribuyen en menos de 1% en todas las categorías de impacto. De acuerdo con las normativas ISO series 14040 que regulan las pautas de un ACV, se establece una unidad funcional apropiada, o sea habitante equivalente, ya que es la más apropiada por tener en cuenta la carga contaminante en el agua a tratar, parámetro imprescindible para comparar EDARs. Redefiniendo las fronteras, se realiza un ACV del depósito del biogás sin tener en cuenta el resto de la instalación y se toma como unidad funcional m3 de biogás, en el caso concreto de obtener biogás mediante un dispositivo MEC, que maximiza la cantidad de hidrógeno en detrimento de la cantidad de metano contenido en el biogás, observándose que la contribución de un biogás con un alto contenido en hidrógeno y, por tanto bajo en metano, produce una mejora ambiental. Las categorías de impacto ambiental que tienen contribución son el calentamiento global y la oxidación fotoquímica; el dispositivo MEC hace quela contribución a estas categorías de impacto sea de un orden de magnitud inferior con respecto al biogás generado en un digestor. Además, si se produce la combustión del biogás, la única categoría de impacto que tiene contribución es la de calentamiento global; para una dispositivo MEC la contribución sigue siendo un orden de magnitud inferior con respecto al biogás de un digestor de lodos.

Estudio acústico de la variación inter e intralocutor en la frecuencia fundamental de hablantes bilingües de catalán y de castellano

Este trabajo pretende contribuir a establecer la individualidad de la voz de los hablantes bilingües equilibrados de catalán y de castellano a partir del análisis de la frecuencia fundamental y estudiar los efectos, en el nivel acústico, que el uso de una lengua u otra produce en este parámetro. Se pretende obtener, así, parte del conocimiento fonético necesario para la mejora de los sistemas de reconocimiento, identificación o verificación automáticos del locutor y proporcionar a los especialistas en fonética judicial nuevos datos acústicos para que puedan comparar con un mayor grado de certeza locutores dubitados e indubitados

Correlación entre los hallazgos anatomopatológicos y los hallazgos clínicos y de laboratorio en pacientes con arteritis de células gigantes

L’arteritis de cèl•lules gegantes (ACG) és una emergència mèdica i una causa comú de ceguesa en la nostra població major, la qual cosa converteix al oftalmòleg en el responsable del diagnòstic precoç i tractament oportú. Realitzem un estudi retrospectiu de 82 pacients amb sospita clínica de ACG, i es va observar la relació entre les troballes de la biòpsia d'artèria temporal (BAT) amb les troballes clíniques i de laboratori. Trobem que la BAT és poc sensible (50%) i altament específica (100%). 20 (40%) pacients van presentar compromís ocular. El símptoma clínic i el paràmetre de laboratori que es va relacionar amb BAT positiva van ser la claudicació mandibular (P=0,003) i la VSG (P= 0,006) respectivament.

Medida de la Velocidad de Onda de Pulso mediante Ecografía Doppler: Concordancia con el Método Complior

La rigidez arterial es un parámetro establecido dentro de la valoración del riesgo cardio-vascular. Actualmente disponemos de múltiples métodos para determinar la velocidad de onda de pulso (VOP) y entre ellos los más utilizados son los métodos mecánicos, como el Complior o el Sphigmocor, que precisan de dispositivos específicos y una inversión importante en aprendizaje y tiempo de exploración. La utilización del doppler guiado por ecografía 2D es una buena alternativa a estos métodos. Realizamos un estudio comparativo para evaluar la fiabilidad del eco-doppler en la medida de la VOP carótida-femoral respecto al método Complior. Se estudió la VOP carótida-femoral utilizando los dos sistemas en 40 pacientes, mostrando ambos métodos muy buena concordancia (R=0’91). En el análisis de reproducibilidad de la VOP por doppler no se hallaron diferencias intra e interobservador. En base a los resultados, el estudio demuestra que la ecografía doppler puede ser usada para medir la VOP aórtica de manera fiable y reproducible, similar otros métodos más establecidos.

Identificación de tensiones iniciales en un macizo rocoso a partir de medidas de presión de agua en excavación de túneles

En las últimas décadas, dentro del mundo de la ingeniería civil, así como en otras disciplinas, se han desarrollado los métodos de identificación de parámetros. Esta técnica de estudio se basa en realizar un análisis inverso, el cual se lleva a cabo mediante técnicas probabilísticas normalmente, aunque existen otras técnicas para abordar el problema inverso. El objetivo final de la identificación de parámetros es a través de una serie de medidas realizar el análisis inverso y finalmente conocer que valor de un parámetro se ajusta mejor a las medidas realizadas.La mayoría de los trabajos asociados a la construcción de túneles han utilizado las medidas correspondientes a los desplazamientos para formular el problema de identificación. Dentro del presente trabajo se quiere profundizar en una vía de investigación poco desarrollada, la cual esta asociada a las medidas de presión de agua en la construcción de túneles. Las medidas de desplazamientos pueden presentar mayores desviaciones que las medidas de presión de agua, ya que las técnicas de auscultación causan una mayor distorsión de las condiciones iniciales en el caso de los

La relació entre el valor N30 de L'SPT i la resistència a la compressió simple

The unconfined compression strength is a geotechnical parameter frequently used to determine the bearing capacity of foundations on clayey soils. Its value can be obtained from the unconfined compression test and, among several in situ tests, the standard penetration test (SPT). However, a comparison between the values of such a strength determined by both tests in CL, CL-ML and CH soils shows that it does not exist an approximate relationship. In any case it is remarkable that values of the test conducted in the laboratory fit between the lower and the higher ones calculated from the standard penetration number. This is very important for those geotechnical reports in which the unconfined compression strength is only based on the SPT. In this way, if the lower value is taken to evaluate the ultimate soilbearing capacity the result will not be very accurate but it will probably be by the side of safety

Innovación en el contexto actual de la reforma

Se escenifica el estudio del cambio en tres actos: pasado, presente y futuro. Se lleva a cabo una mirada retrospectiva, presente y prospectiva de la innovación educativa con el propósito de obtener algunos indicadores útiles para la puesta en práctica de la actual reforma. Con ello se quiere poner de manifiesto que el tiempo es una de las coordenadas básicas de todo cambio y, por consiguiente, de las innovaciones y las reformas. Olvidar este parámetro es perder la orientación y viabilidad de los demás, pues todo cambio requiere tiempo, siendo este mayor cuanto más complejo es el cambio perseguido. El aprendizaje de conocimientos se adquiere con facilidad, el de actitudes precisa de períodos más largos, el cambio de los hábitos de enseñanza de todo el colectivo de docentes, requiere una generación. Tres ideas se resaltan de la mirada retrospectiva: el carácter universal y humano de la innovación, su tendencia pendular o cíclica y la permanencia de estructuras o sistemas de base que posibilitan los pequeños cambios sin impedir su funcionamiento. Por lo que respecta a la Reforma en si, la defino como un "anidamiento de innovaciones" puesto que comporta múltiples cambios estructurales, organizativos y cuniculares. El profesor pasa de ser mero transmisor de contenidos culturales a profesional innovador y creativo. Si se me pennite resumir con una frase impactante el carácter prospectivo, diré que lo más valioso y sugerente de toda reforma es aquello que tiene de irrealizable. La utopia genera la tensión diferencial entre lo que tenemos y lo que queremos y hace posible el cambio. Una innovación es un proyecto que mira hacia adelante.

Evolución estacional de δ13C en hojas y madera de dos quercíneas mediterráneas concurrentes (Quercus ilex subps. ballota L. y Quercus faginea Lam.): dinámica de la eficiencia en uso del agua

En el ámbito mediterráneo es frecuente la concurrencia en un mismo hábitat de especies perennifolias y caducifolias como Quercus ilex y Q. faginea. En este estudio se pretende analizar la diferencia en la respuesta ecofisiológica de las dos especies frente a la variación climática estacional mediante la composición isotópica de carbono de la materia orgánica soluble de las hojas (δ13Ch) y de la α-celulosa de la madera (δ13Cm). Se observaron patrones intraanuales dependientes de la especie en la δ13Ch. Por un lado, Q. faginea utiliza reservas de almidón como fuente de carbono para producir nuevas hojas a principios de abril, dando lugar a valores altos de δ13Ch. Por otro, Q. ilex utiliza asimilados recientes de las hojas formadas el año anterior (aún funcionales). No obstante, los valores globales de δ13Ch en ambas especies son similares (-25,4±0,55 y -25,5±0,89, para Q. faginea y Q. ilex, respectivamente), lo que apunta a valores equivalentes de eficiencia intrínseca en el uso del agua. Como en las hojas, la δ13Cm de Q. faginea reflejó claramente el uso de reservas en la madera temprana. Tanto la δ13Ch como la δ13Cm de las dos especies registran ajustes como respuesta a las variaciones ambientales estacionales. No obstante, y como parámetro integrador de eficiencia hídrica, la menor amplitud de las variaciones en la δ13Cm de Q. ilex sugiere una menor sensibilidad de esta especie frente a las fluctuaciones climáticas, lo que puede otorgarle cierta ventaja competitiva bajo condiciones de incremento progresivo de aridez.

Dinámica erosiva y aplicabilidad de modelos físicos de erosión en una cuenca de montaña mediterránea (Ribera Salada, Cuenca del Segre, Lleida, España)

Se estudia la dinámica de erosión por escorrentía superficial en unas laderas montañosas de la cabecera de la Ribera Salada (cuenca del Sagre), distinguiendo tres usos de suelo: (1) sotobosque de quejigo, (2) terrazas agrícolas y (3) márgenes de matorral. Se analiza la aplicabilidad de los modelos Erosion2D y EUROSEM. En cuanto al diseño experimental, durante seis meses se controlaron episodios naturales mediante un pluviógrafo y quince parcelas con canales Gerlach. Se realizaron, asimismo, seis simulaciones de lluvia que permitieron estudiar episodios de alta intensidad. De manera complementaria se llevaron a cabo las mediciones topográficas, los muestreos y las experimentaciones necesarias para caracterizar hidrológicamente la zona y aplicar los modelos de erosión. Como principales conclusiones se pueden señalar las siguientes: a) las tasas de escorrentía y erosión registradas fueron muy bajas, y se constató la importancia de procesos diferentes al flujo hortoniano, lo cual condiciona el uso de estos modelos, b) el modelo E2D no permite estudiar episodios de baja magnitud como los registrados, y su aplicación se debería restringir a terrenos menos porosos, c) la aplicación directa del modelo EUROSEM origina errores importantes; se ha calibrado un parámetro para reducir el error en el cálculo de la escorrentía, y d) el estudio de la variabilidad de la humedad precedente del suelo resulta de gran importancia para la modelización de estos procesos.

Aplicación de imágenes radar de satélite a la cartografía de la vegetación en zonas boreales

El presente estudio se enmarca en el proyecto europeo SIBERIA. Trata de explorar el uso de imágenes radar de satélite (ERS y JERS) para la actualización de la cartografía de vegetación de zonas boreales. Se dispone de 8 imágenes de amplitud y coherencia tomadas en 1998, así como de un inventario de vegetación georreferenciado de dos pequeñas zonas. Se proponen tres tipos de clasificaciones supervisadas por el método de máxima verosimilitud. La primera con las imágenes de satélite, la segunda añadiendo algunas imágenes texturales, y la tercera utilizando sólo las imágenes de los componentes principales más significativos. Se siguen los criterios establecidos en el proyecto SIBERIA para la obtención de áreas de entrenamiento. Se propone una doble validación, por una parte vía matrices de confusión a partir de áreas de verdad-terreno obtenidas por el mismo método que las áreas de entrenamiento, y por otra parte contrastando y correlacionando las clasificaciones con los parámetros de inventario disponibles para dos pequeñas áreas de verdad-terreno. Los resultados indican una sensible mejora en la clasificación con la incorporación de imágenes texturales (la precisión aumenta de un 66% a un 75%), y señalan el parámetro biomasa como el mejor correlacionado con las clasificaciones derivadas (coeficiente de correlación r de hasta 0,49). Diferentes fuentes de error permiten augurar un margen de mejora para posteriores estudios.

Parametrización de kB-1 para estimar el flujo de calor sensible con imágenes AVHRR

La necesidad de evaluar la evapotranspiración a escala regional para la gestión de regadíos ha hecho que sean innumerables los intentos por aplicar imágenes AVHRR-NOAA en la determinación el flujo de calor sensible. La principal limitación de estos métodos es la estimación de la resistencia aerodinámica. El parámetro crítico en la expresión de la resistencia aerodinámica es kB-1. La parametrización de kB-1 ha sido infructuosa a escala regional por no disponer hasta ahora de medidas de flujo de calor sensible a escala del píxel AVHRR en superficies heterogéneas y durante toda una temporada de riegos. Para resolver esta medida de flujo se ha desarrollado el cintilómetro. En la primera parte de este trabajo se estudia la representatividad espacial de las medidas del cintilómetro. El núcleo de esta aportación consiste en la correlación entre el parámetro kB-1, el NDVI y la altura solar. Los buenos resultados obtenidos (r2=0.81) ofrecen una nueva metodología para determinar el flujo de calor sensible. La estimación de kB-1, las imágenes AVHRR y los datos meteorológicos permiten calcular el flujo de calor sensible durante toda la temporada de riegos con errores inferiores al 20%.

Cheirolophus intybaceus (Asteraceae, Centaureinae) o la constància del valor 2C

Cheirolophus intybaceus es una especie heliófila propia de los matorrales mediterráneos termófilos que crece en una franja litoral de unos 50 km de anchura que va desde Tolón (Var, Francia) hasta el sur de la península Ibérica, estando también presente en las islas Baleares (excepto en Menorca). Se encuentra también en las zonas elevadas y soleadas de las cuencas fluviales mediterráneas, formando un complejo de táxones estrechamente relacionados entre sí. Los objetivos de este trabajo son: i) contribuir a la aportación de datos de tamaño del genoma para diversas especies de Asteraceae; ii) estudiar la variación de la cantidad de ADN a lo largo del área de distribución de una especie; iii) evaluar la capacidad de discriminación de este parámetro a niveles taxonómicos bajos. Se ha encontrado una correlación positiva y significativa entre la cantidad de ADN y la latitud, es decir, que en hábitats con menor pluviosidad y más cálidos el tamaño del genoma tiende a disminuir en esta especie. La variación en todo el área de distribución de Ch. intybaceus es de 1,15 veces. Nos encontramos, por lo tanto, ante un caso de baja variabilidad que apoya la constancia del valor 2C.