La ciudad y el viento : la morfología urbana y su relación con el uso estancial del espacio público abierto en territorios con vientos fuertes y climas fríos : el caso de la ciudad de Punta Arenas, región de Magallanes, Chile

El presente trabajo ahonda en el conocimiento del viento urbano. La investigación pasa revista a la historia de la relación del viento y la ciudad y revisa tres pares de disciplinas implicadas en comprender mejor dicha relación: la arquitectura y el urbanismo, la meteorología y la climatología y, por último, la ingeniería aeroespacial y la aerodinámica civil. Se estudian el comportamiento y la fluidez del viento al desplazarse por cuerpos romos no fuselados (los edificios y la trama urbana), así como sus efectos dentro de la ciudad. Asimismo, se examinan las metodologías existentes para comprenderlo, medirlo y analizarlo, desde los estudios de proporción y modelamiento en túneles de viento hasta las simulaciones virtuales y las dinámicas de fluidos CFD. Posteriormente se reconoce un caso de estudio que permite analizar el viento como un factor aislado, pero desde los parámetros morfológicos de una ciudad en la que se generan patrones aerodinámicos muy característicos: Punta Arenas, la ciudad más austral del mundo, donde los vientos corren casi siempre desde la misma dirección, el “oeste”, a más de 33,3 m/s, lo que equivale a 120 Km/h. La hipótesis de la investigación es que la morfología del casco histórico de Punta Arenas genera patrones aerodinámicos que condicionan el bienestar en los espacios públicos. El objetivo general de la investigación es estudiar los efectos aerodinámicos presentes en la morfología urbana para mejorar la permanencia en los espacios públicos, proponiendo estrategias para el desarrollo morfológico y volumétrico de los cuerpos edificados. En el desarrollo del caso de estudio se reconocen, al interior del cañón urbano, las temperaturas, los índices de asoleamiento y sus conos de sombra, la dirección del viento y la visualización del vórtice al interior del cañón urbano, para determinar cómo estos factores impactan en el espacio público. Las conclusiones indican que los patrones aerodinámicos presentes en la morfología urbana conducen el viento hacia los espacios públicos que se encuentran o desprotegidos del viento o con excesiva turbulencias, por tanto, los patrones aerodinámicos inciden en el uso estancial de los espacios públicos, generando problemas mecánicos al peatón e incidiendo en la sensación térmica en dichos espacios. Ello permite confirmar que es posible modificar y mejorar el uso de los espacios públicos si somos capaces de modelar la morfología urbana con el fin de reorientar los patrones aerodinámicos que afectan significativamente a dichos espacios. ABSTRACT This work deepens into the knowledge of urban wind. The study reviews the history of the relationship between the wind and the city and reviews three pairs of disciplines involved in understanding better these relationship: Architecture and Urbanism, Meteorology and Climatology and, finally, Aerospace and Civil Aerodynamics. The behavior and flow of wind through blunt bodies not fairings (the buildings and the urban fabric) and its effects within the city are studied. Also, existing methodologies to understand, measure and analyze the wind are examined, from the studios of proportion and modeling in wind tunnels to virtual simulations and fluid dynamics CFD. Subsequently, a case study to analyze the wind as an isolated factor is recognized, but from the morphological parameters of a city where very characteristic aerodynamic patterns are generated: Punta Arenas, the southernmost city in the world, where the winds run almost always from the same direction, the "West", at more than 33.3 m/s, which is equivalent to 120 km/h. The research hypothesis is that the morphology of the historic center of Punta Arenas generates aerodynamic patterns that determine the well-being in public spaces. The overall objective of the research is to study the aerodynamic effects present in the urban morphology to improve retention in public spaces, proposing strategies for morphological and volumetric development of the built bodies. In developing the case study are recognized, within the urban canyon, temperatures, rates of sunlight and shadow cones, wind direction and visualization of the vortex into the urban canyon, to determine how these factors impact in public space. The findings indicate that the aerodynamic patterns in urban morphology lead wind to public spaces that are unprotected or find themselves in a condition of excessive wind or turbulence; therefore, aerodynamic patterns affect the use of public spaces, generating mechanical problems for pedestrians and affecting the thermal sensation in such spaces. This confirms that it is possible to modify and improve the use of public spaces if we are able to model the urban morphology in order to reorient the aerodynamic patterns that significantly affect those spaces.

Análise de balística externa de um projétil de calibre 155 mm

O objetivo desta Dissertação é propor uma geometria para um projétil de combate a incêndios. É utilizado o código de volume finito Star - CCM+R para calcular forças e momentos que atuam no projétil e é criado um código no MathematicaR para definir as caraterísticas da trajetória. O PRODASV 3 R é utilizado de modo a verificar e validar os modelos implementados. Inicialmente, o procedimento adotado consistiu em criar uma metodologia completa para uma munição existente que permitisse ser verificada e validada com a literatura disponível. Foi realizada uma extensa caraterização aerodinâmica através de CFD, a fim de se estabelecer o comportamento das forças e momentos que atuam nos projéteis e assim fornecer os dados necessários para o modelo 6 DOF. As forças e momentos dependem do ângulo de ataque. Concluiu-se que a cinta de travamento, a cinta de guiamento e o efeito de Coriolis eram desprezáveis quando comparados com os resultados obtidos. Na fase seguinte foram testadas seis geometrias diferentes, variando-se o comprimento e o nariz. Definiu-se para este projétil um a velocidade inicial de 100m/s, 10kg, concluindo-se que o comprimento total seria de 697,1mm e perfil semiesférico, com capacidade para transportar 7,5 dm3 no interior. Foram realizados testes com vento para avaliar a estabilidade em voo, e o software e processo de análise desenvolvido neste trabalho estão disponíveis, sendo um contributo para o projeto FIREND.

Sequência didática com temas motivadores no ensino de física

This study is based on the design and development of a Didactic sequence in Physics for the first year of high school in a public school, involving structured activities on Astronomy topics, Astronautics and Aeronautics. In addition, it produced a didactic-pedagogic Tutorial for teachers to develop teaching-learning processes in Physics through activities with handmade rockets. These activities have been based on teaching moments of questioning, systematization and contextualization. In this context the understanding and the deepening of concepts and scientific and physical phenomena are related to everyday knowledge, in accordance with the historical-cultural theory, with the Three Pedagogic Moments, dialogicity and Information and Communication Technologies as instruments of triggering actions and motivation, like movies and applications in teaching Astronomy, Physics and Mathematics. The research activities were conduced by adopting a qualitative approach and included reports, questionnaires, semi-structured interviews and other notes. The development of the Didactic Sequence enabled a differentiated teaching and learning process, including aspects such as conceptualization, contextualization, flexibility, interdisciplinary and theoreticalexperimental relationship.

Coupled CFD Shape Optimization for aerodynamic profiles

The present document deals with the optimization of shape of aerodynamic profiles -- The objective is to reduce the drag coefficient on a given profile without penalising the lift coefficient -- A set of control points defining the geometry are passed and parameterized as a B-Spline curve -- These points are modified automatically by means of CFD analysis -- A given shape is defined by an user and a valid volumetric CFD domain is constructed from this planar data and a set of user-defined parameters -- The construction process involves the usage of 2D and 3D meshing algorithms that were coupled into own- code -- The volume of air surrounding the airfoil and mesh quality are also parametrically defined -- Some standard NACA profiles were used by obtaining first its control points in order to test the algorithm -- Navier-Stokes equations were solved for turbulent, steady-state ow of compressible uids using the k-epsilon model and SIMPLE algorithm -- In order to obtain data for the optimization process an utility to extract drag and lift data from the CFD simulation was added -- After a simulation is run drag and lift data are passed to the optimization process -- A gradient-based method using the steepest descent was implemented in order to define the magnitude and direction of the displacement of each control point -- The control points and other parameters defined as the design variables are iteratively modified in order to achieve an optimum -- Preliminary results on conceptual examples show a decrease in drag and a change in geometry that obeys to aerodynamic behavior principles

Diseño de sistema de navegación y guiado para un vehículo aéreo

Objetivos y método de estudio: Estimar la posición de un Mini Vehículo Aéreo por medio de datos multisensor. Contribuciones y conclusiones: Se ha presentado el diseño de una plataforma aerodinámica y la estimación de la posición en tiempo real para un vehículo aéreo, el cual puede navegar de manera estable.

Análisis numérico de la morfología del ala para su uso en fumigación aérea

La aplicación aérea o fumigación aérea es una rama de la aeronáutica la cual nació en los inicios de la aeronáutica, para ayudar a combatir de manera rápida las enfermedades y plagas que aquejan a los cultivos, esto gracias a la velocidades de operación y tiempos de respuesta que son muchísimo mejores que otros métodos de aplicación agrícola. Pero esta gran ventaja, también es un problema para los pequeños productores agrícolas, dado que para que sea posible realizar una correcta aplicación es necesario una superficie de 25 hectáreas y en casos especiales cuando menos de 10 hectáreas, dejando así a los pequeños productores y ejidatarios sin este tipo de servicios. Dado a esto se buscó una manera para bajar las velocidades de operación de las aeronaves, para que puedan realizar una correcta aplicación en áreas de producción pequeñas, esto dado que desde mediados del siglo pasado las mejoras que se han realizado a estas aeronaves son las aéreas de navegación, potencia y aspersión, dejando casi sin mayores cambios a las estructuras y la aeronomía de la aeronave. Este trabajo se enfoca en la utilización de cambio de formas en la aeronave, denominadas morfología aérea, para mejorar la aerodinámica de la aeronave, buscando en un futuro la implementación de estos sistemas mediante el uso de materiales y estructuras inteligentes. Para lo cual se realizan distintos análisis numéricos tanto a nivel bidimensional para seleccionar el perfil aerodinámico a el cual sería necesario realizar el cambio de forma desde el perfil aerodinámico base con el cual cuenta la aeronave, como a nivel tridimensional para seleccionar la configuración que nos dé una menor velocidad de operación sin sacrificar la sustentación y la carga útil de la aeronave. Después de realizar una búsqueda entre 81 perfiles aerodinámicos y de 4 casos de forma a lo largo de la envergadura, se encuentra que es factible disminuir la velocidad de operación de la aeronave sin sacrificar capacidad alguna a la aeronave, pero la magnitud de la disminución dependerá en gran medida del perfil aerodinámico seleccionado dado que este dará en primera instancia el porcentaje de disminución ideal, el cual será menor debido a la forma con la que se lleva a cabo la morfología en el ala.

Plan digital : estrategias digitales para negocios

En el presente documento se desarrollará un Plan Digital de Medios con el cuál se pretende impulsar un producto que será lanzado al mercado por la empresa de Nairo Quintana, la cual construye y comercializa bicicleta y accesorios para toda la familia y todo tipo de terreno. El producto innovador que revolucionará la industria, será un casco, cuyo objetivo principal es proporcionar a su portador los más altos niveles de seguridad, diseño y calidad, generando al consumidor experiencias de uso gratificantes, por su confort y tecnología aerodinámica. De igual forma, se busca conquistar nuevos mercados y audiencias, por medio de una cuidadosa segmentación de mercado basada en variables que permitan enfocarse en el nicho de consumidores más atractivos para dicho producto. Así mismo, cabe resaltar que esta estrategia digital aunque se enfoca en la promoción del casco, también pretende enriquecer el reconocimiento y posicionamiento de la marca, al igual que todas las líneas de producto con las que esta cuenta.