Educação em valores: solução para a violência e indisciplina na escola?

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Construção e vivência de valores: aprendendo a ser e a conviver

This study was developed from a extension project between the years of 2006 -2009 in a Middle School in the city of Bauru with the goals to support the construction of citizenship in teenagers and to strengthen their self esteem, their self knowledge and the achievement of their rights and duties in order to ease their insertion into the collective, as they realize themselves as social transformation agents. It is an adaptation of a project developed by the ODEBRECHT foundation in Bahia focusing on the transverse themes: Ethics, Sexual Education, Cultural Plurality, Work and Consumption, and Health and Environment. These themes, in addition to others that each school needs to prioritize due to the vicissitudes that experiences, must permeate across the curriculum to create, transform and favor their development by means of the daily living. The survey methodology was based in the research-action. We considered the activities developed in groups and the result of Defining Issues Test (DIT-1) applied before and after Project for data collection. The result indicates change in the moral development of the teenagers and new perceptions about the problems that are presented in the reality, providing the construction of values present in the transverse themes proposal. Greater participation of students in the school activities, like student guild and fanfare, was also observed.

Efeito do tabagismo, atividade física e obesidade sobre os valores de proteína C reativa em adultos jovens de ambos os sexos: coorte de 12 meses

Pós-graduação em Fisioterapia - FCT

Sobre o uso de sistemas de computação algébrica na solução de problemas de mecânica das estruturas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Um estudo sobre anisotropia plana usando o Método dos Elementos de Contorno

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise envoltória de dados combinada com a lógica fuzzy em problemas de avaliação de eficiência de máquinas de consumo: um estudo em empresa do segmento farmacêutico

The pharmaceutical industry was consolidated in Brazil in the 1930s, and since then has become increasingly competitive. Therefore the implementation of the Toyota Production System, which aims to lean production, has become common among companies in the segment. The main efficiency indicator currently used is the Overall Equipment Effectiveness (OEE). This paper intends to, using the fuzzy model DEA-BCC, analyze the efficiency of the production lines of a pharmaceutical company in the Paraíba Valley, compare the values obtained by the model with those calculated by the OEE, identify the most sensitive machines to variation in the data input and develop a ranking of effectiveness between the consumer machinery. After the development, it is shown that the accuracy of the relationship between the two methods is approximately 57% and the line considered the most effective by the Toyota Production System is not the same as the one found by this paper

Análise envoltória de dados combinada com a lógica fuzzy em problemas de avaliação de eficiência de máquinas de consumo: um estudo em empresa do segmento farmacêutico

The pharmaceutical industry was consolidated in Brazil in the 1930s, and since then has become increasingly competitive. Therefore the implementation of the Toyota Production System, which aims to lean production, has become common among companies in the segment. The main efficiency indicator currently used is the Overall Equipment Effectiveness (OEE). This paper intends to, using the fuzzy model DEA-BCC, analyze the efficiency of the production lines of a pharmaceutical company in the Paraíba Valley, compare the values obtained by the model with those calculated by the OEE, identify the most sensitive machines to variation in the data input and develop a ranking of effectiveness between the consumer machinery. After the development, it is shown that the accuracy of the relationship between the two methods is approximately 57% and the line considered the most effective by the Toyota Production System is not the same as the one found by this paper

Clima social emocional, confianza en las instituciones y percepción de problemas sociales

En el marco de una investigación que indaga distintas dimensiones del bienestar psicosocial los objetivos del presente trabajo son evaluar si existen relaciones entre los problemas sociales percibidos, la confianza que las personas tienen hacia las instituciones, el poder atribuido a ellas y el clima emocional social, evaluar sus niveles y probables diferencias en función de aspectos tales como el género, el auto-posicionamiento ideológico y el lugar de residencia. Se trata de un estudio descriptivo, de diseño no experimental transversal, compuesta por 973 sujetos (34hombres y 66mujeres, edad media: 26,51) de distintas ciudades de argentina como unidad de análisis. Se utilizó un cuestionario autoadministrado integrado por distintas escalas de las cuáles, en este trabajo, se presentan cuatro, además de datos socio-demográficos y personales. Escala de problemas sociales percibidos (Páez, et al., 2004) esta escala evalúa los problemas socio-económicos percibidos en el entorno social. Aunque no afecten directamente a la persona como los anteriores, una situación social problemática afecta negativamente al bienestar psicológico. Escala de clima social emocional (De Rivera, 1992) este cuestionario describe situaciones socio-estructurales y de relaciones sociales que inducen emociones negativas y positivas en las personas en general. Busca medir las emociones dominantes en el clima social, durante un periodo determinado. No se trata de indagar en las emociones personales vividas por la situación social sino de evaluar la percepción de situaciones que inducen emociones en los individuos. la escala de confianza institucional (Inglehart et al., 2004) es una versión de las preguntas de confianza en las instituciones de la encuesta mundial de valores (World Values Survey). Indica el nivel general de confianza que los individuos manifiestan respecto de algunas instituciones sociales, como las fuerzas armadas, el poder ejecutivo, la iglesia católica, entre otras. Por último, la escala de poder institucional (Sabucedo, Arce & Rodríguez, 1992) trata de medir el grado de poder que las personas le atribuyen a ciertas instituciones sociales. Se verificaron diferencias estadísticamente significativas según el género de los encuestados en la escala de poder institucional y en la de problemas sociales percibidos, donde las medias más altas correspondieron a las mujeres, mientras que en clima social positivo correspondieron a los hombres. Tomando en cuenta el lugar de residencia, las significaciones se dieron en confianza institucional, y en clima social negativo. Los sujetos que viven en ciudades del interior confían más en las instituciones aunque perciben en forma negativa las emociones de la sociedad. Los residentes de la ciudad de buenos aires y conurbano, a su vez, atribuyen mayor poder a las instituciones. Considerando el auto-posicionamiento político, los encuestados que se identifican con elcentro y centro-derecha, tienen más confianza en las instituciones y ven como más negativo el clima social, respecto de los de centro-izquierda. Por otro lado, las personas de centro y de izquierda perciben más problemas sociales. Los datos aquí reportados ratifican lo hallado en estudios previos (Zubieta, Delfino & Fernández (2007); Zubieta, Delfino & Fernández, (2008) & Zubieta & Delfino, (2010) acerca de la predominancia de un clima emocional negativo, una importante percepción de problemas sociales y una alta desconfianza institucional

Resolviendo problemas para aprender. El "problema" de enseñar a resolver problemas

La resolución de problemas es un aspecto central en las actividades profesionales y una de las tareas cotidianas más frecuentes de toda persona. Inclusive, muchas actividades de esparcimiento se basan en la resolución de problemas en forma de juegos. En consecuencia, cualquiera sea el rol que asuma un individuo, indudablemente estará involucrado en la resolución de problemas concretos, respondiendo, muchas veces, a tiempos acotados para dar respuesta a la demanda de competitividad. A través de los distintos modos de actuar durante la resolución, él creará un espacio donde se manifiestan sus capacidades cognitivas y en el que se puede actuar desde lo didáctico. En el contexto educativo, la resolución de problemas es reconocida como actividad necesaria en el proceso de aprendizaje en cualquiera de los niveles de escolaridad, ya que contribuye a enriquecer el significado de conceptos, a construir nuevo conocimiento y a promover la creatividad al aplicarlo para resolver cuestiones nuevas. La resolución de problemas efectiviza la metáfora del aprender a aprender ya que posibilita un aprendizaje de los contenidos conceptuales íntimamente relacionado con el desarrollo de las habilidades mediante las cuales se asimilan contenidos actuales y posibles. Cuando se aprende a aprender, más que un contenido, se aprende a actuar ante dificultades y obstáculos, a planificar eficazmente, a elegir estrategias, a evaluar procesos y productos, a adquirir autonomía y autocontrol de las propias actividades de aprendizaje, es decir, conductas deseables en el comportamiento adulto. Desde la perspectiva pedagógica, la capacidad de resolver problemas demanda el uso del conocimiento desde tres perspectivas recíprocas: saber (organización y sistematización de ideas), saber hacer (secuenciación ordenada de una para una resolución práctica) y saber ser (demostración de actitudes y valores positivos). La ausencia o la escasa transferencia del conocimiento escolar a la vida cotidiana dan evidencia de una enseñanza que no se ha desarrollado como un espacio formativo de desempeños deseables. Es decir, la limitada capacidad desarrollada para resolver problemas fuera del aula denota la debilidad de un conocimiento que no puede expresarse en la acción. En la exposición se presentan algunos resultados emergentes de la investigación educativa sobre resolución de problemas que permitan generar reflexiones para un trabajo integral donde se alimente la curiosidad hacia lo que se ignora, se otorgue sentido a los conceptos y relaciones formuladas, se adquiera habilidad para actuar y pensar en forma creativa sobre la base de anticipaciones, deducciones y validaciones, y se desarrollen criterios para valorar responsablemente los resultados. Asimismo se efectúan algunas propuestas para el diseño de enunciados de problemas abiertos y semi-abiertos y de estrategias para la enseñanza de estrategias y esquemas de resolución.

Clima social emocional, confianza en las instituciones y percepción de problemas sociales

En el marco de una investigación que indaga distintas dimensiones del bienestar psicosocial los objetivos del presente trabajo son evaluar si existen relaciones entre los problemas sociales percibidos, la confianza que las personas tienen hacia las instituciones, el poder atribuido a ellas y el clima emocional social, evaluar sus niveles y probables diferencias en función de aspectos tales como el género, el auto-posicionamiento ideológico y el lugar de residencia. Se trata de un estudio descriptivo, de diseño no experimental transversal, compuesta por 973 sujetos (34hombres y 66mujeres, edad media: 26,51) de distintas ciudades de argentina como unidad de análisis. Se utilizó un cuestionario autoadministrado integrado por distintas escalas de las cuáles, en este trabajo, se presentan cuatro, además de datos socio-demográficos y personales. Escala de problemas sociales percibidos (Páez, et al., 2004) esta escala evalúa los problemas socio-económicos percibidos en el entorno social. Aunque no afecten directamente a la persona como los anteriores, una situación social problemática afecta negativamente al bienestar psicológico. Escala de clima social emocional (De Rivera, 1992) este cuestionario describe situaciones socio-estructurales y de relaciones sociales que inducen emociones negativas y positivas en las personas en general. Busca medir las emociones dominantes en el clima social, durante un periodo determinado. No se trata de indagar en las emociones personales vividas por la situación social sino de evaluar la percepción de situaciones que inducen emociones en los individuos. la escala de confianza institucional (Inglehart et al., 2004) es una versión de las preguntas de confianza en las instituciones de la encuesta mundial de valores (World Values Survey). Indica el nivel general de confianza que los individuos manifiestan respecto de algunas instituciones sociales, como las fuerzas armadas, el poder ejecutivo, la iglesia católica, entre otras. Por último, la escala de poder institucional (Sabucedo, Arce & Rodríguez, 1992) trata de medir el grado de poder que las personas le atribuyen a ciertas instituciones sociales. Se verificaron diferencias estadísticamente significativas según el género de los encuestados en la escala de poder institucional y en la de problemas sociales percibidos, donde las medias más altas correspondieron a las mujeres, mientras que en clima social positivo correspondieron a los hombres. Tomando en cuenta el lugar de residencia, las significaciones se dieron en confianza institucional, y en clima social negativo. Los sujetos que viven en ciudades del interior confían más en las instituciones aunque perciben en forma negativa las emociones de la sociedad. Los residentes de la ciudad de buenos aires y conurbano, a su vez, atribuyen mayor poder a las instituciones. Considerando el auto-posicionamiento político, los encuestados que se identifican con elcentro y centro-derecha, tienen más confianza en las instituciones y ven como más negativo el clima social, respecto de los de centro-izquierda. Por otro lado, las personas de centro y de izquierda perciben más problemas sociales. Los datos aquí reportados ratifican lo hallado en estudios previos (Zubieta, Delfino & Fernández (2007); Zubieta, Delfino & Fernández, (2008) & Zubieta & Delfino, (2010) acerca de la predominancia de un clima emocional negativo, una importante percepción de problemas sociales y una alta desconfianza institucional

Resolviendo problemas para aprender. El "problema" de enseñar a resolver problemas

La resolución de problemas es un aspecto central en las actividades profesionales y una de las tareas cotidianas más frecuentes de toda persona. Inclusive, muchas actividades de esparcimiento se basan en la resolución de problemas en forma de juegos. En consecuencia, cualquiera sea el rol que asuma un individuo, indudablemente estará involucrado en la resolución de problemas concretos, respondiendo, muchas veces, a tiempos acotados para dar respuesta a la demanda de competitividad. A través de los distintos modos de actuar durante la resolución, él creará un espacio donde se manifiestan sus capacidades cognitivas y en el que se puede actuar desde lo didáctico. En el contexto educativo, la resolución de problemas es reconocida como actividad necesaria en el proceso de aprendizaje en cualquiera de los niveles de escolaridad, ya que contribuye a enriquecer el significado de conceptos, a construir nuevo conocimiento y a promover la creatividad al aplicarlo para resolver cuestiones nuevas. La resolución de problemas efectiviza la metáfora del aprender a aprender ya que posibilita un aprendizaje de los contenidos conceptuales íntimamente relacionado con el desarrollo de las habilidades mediante las cuales se asimilan contenidos actuales y posibles. Cuando se aprende a aprender, más que un contenido, se aprende a actuar ante dificultades y obstáculos, a planificar eficazmente, a elegir estrategias, a evaluar procesos y productos, a adquirir autonomía y autocontrol de las propias actividades de aprendizaje, es decir, conductas deseables en el comportamiento adulto. Desde la perspectiva pedagógica, la capacidad de resolver problemas demanda el uso del conocimiento desde tres perspectivas recíprocas: saber (organización y sistematización de ideas), saber hacer (secuenciación ordenada de una para una resolución práctica) y saber ser (demostración de actitudes y valores positivos). La ausencia o la escasa transferencia del conocimiento escolar a la vida cotidiana dan evidencia de una enseñanza que no se ha desarrollado como un espacio formativo de desempeños deseables. Es decir, la limitada capacidad desarrollada para resolver problemas fuera del aula denota la debilidad de un conocimiento que no puede expresarse en la acción. En la exposición se presentan algunos resultados emergentes de la investigación educativa sobre resolución de problemas que permitan generar reflexiones para un trabajo integral donde se alimente la curiosidad hacia lo que se ignora, se otorgue sentido a los conceptos y relaciones formuladas, se adquiera habilidad para actuar y pensar en forma creativa sobre la base de anticipaciones, deducciones y validaciones, y se desarrollen criterios para valorar responsablemente los resultados. Asimismo se efectúan algunas propuestas para el diseño de enunciados de problemas abiertos y semi-abiertos y de estrategias para la enseñanza de estrategias y esquemas de resolución.

Clima social emocional, confianza en las instituciones y percepción de problemas sociales

En el marco de una investigación que indaga distintas dimensiones del bienestar psicosocial los objetivos del presente trabajo son evaluar si existen relaciones entre los problemas sociales percibidos, la confianza que las personas tienen hacia las instituciones, el poder atribuido a ellas y el clima emocional social, evaluar sus niveles y probables diferencias en función de aspectos tales como el género, el auto-posicionamiento ideológico y el lugar de residencia. Se trata de un estudio descriptivo, de diseño no experimental transversal, compuesta por 973 sujetos (34hombres y 66mujeres, edad media: 26,51) de distintas ciudades de argentina como unidad de análisis. Se utilizó un cuestionario autoadministrado integrado por distintas escalas de las cuáles, en este trabajo, se presentan cuatro, además de datos socio-demográficos y personales. Escala de problemas sociales percibidos (Páez, et al., 2004) esta escala evalúa los problemas socio-económicos percibidos en el entorno social. Aunque no afecten directamente a la persona como los anteriores, una situación social problemática afecta negativamente al bienestar psicológico. Escala de clima social emocional (De Rivera, 1992) este cuestionario describe situaciones socio-estructurales y de relaciones sociales que inducen emociones negativas y positivas en las personas en general. Busca medir las emociones dominantes en el clima social, durante un periodo determinado. No se trata de indagar en las emociones personales vividas por la situación social sino de evaluar la percepción de situaciones que inducen emociones en los individuos. la escala de confianza institucional (Inglehart et al., 2004) es una versión de las preguntas de confianza en las instituciones de la encuesta mundial de valores (World Values Survey). Indica el nivel general de confianza que los individuos manifiestan respecto de algunas instituciones sociales, como las fuerzas armadas, el poder ejecutivo, la iglesia católica, entre otras. Por último, la escala de poder institucional (Sabucedo, Arce & Rodríguez, 1992) trata de medir el grado de poder que las personas le atribuyen a ciertas instituciones sociales. Se verificaron diferencias estadísticamente significativas según el género de los encuestados en la escala de poder institucional y en la de problemas sociales percibidos, donde las medias más altas correspondieron a las mujeres, mientras que en clima social positivo correspondieron a los hombres. Tomando en cuenta el lugar de residencia, las significaciones se dieron en confianza institucional, y en clima social negativo. Los sujetos que viven en ciudades del interior confían más en las instituciones aunque perciben en forma negativa las emociones de la sociedad. Los residentes de la ciudad de buenos aires y conurbano, a su vez, atribuyen mayor poder a las instituciones. Considerando el auto-posicionamiento político, los encuestados que se identifican con elcentro y centro-derecha, tienen más confianza en las instituciones y ven como más negativo el clima social, respecto de los de centro-izquierda. Por otro lado, las personas de centro y de izquierda perciben más problemas sociales. Los datos aquí reportados ratifican lo hallado en estudios previos (Zubieta, Delfino & Fernández (2007); Zubieta, Delfino & Fernández, (2008) & Zubieta & Delfino, (2010) acerca de la predominancia de un clima emocional negativo, una importante percepción de problemas sociales y una alta desconfianza institucional

Formulación tridimensional del método de los elementos de contorno con interpolación parabólica

El método de los elementos de contorno ha suscitado un interés creciente en los últimos diez años, presentándose como una herramienta útil para la resolución de problemas de la ingeniería estructural , modelados matemáticamente por sistemas de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. A través de una formulación integral en el contorno del dominio, donde se define el problema, se consigue la resolución de éste, mediante la sola discretización de aquél, en contraposición a los métodos de dominio, que necesitan la completa discretización del mismo (Elementos Finitos ). Estos años han servido, por un lado para cimentar el método anterior - en cuanto a sus bases matemáticas se refiere, y por otro para definir los campos de la Física donde su utilización podría ser más efectiva. Puede decirse que han sido lo que la década de los 60 para elementos finitos : la preparación inicial para el desarrollo espectacular hoy alcanzado. De hecho, el método de los elementos finítos es capaz de abordar eficazmente los grandes retos que plantea el cálculo estructural en la actualidad, mientras que los elementos de contorno no han alcanzado aún dicho estadio. Esta Tesis pretende establecer el camino definitivo para la resolución de este tipo de problemas en el caso elástico tridimensional. Para ello, se ha desarrollado la formulación pertinente tanto en su fase, puramente matemática, como numérica para medios tridimensionales heterogéneos, así como un programa de grandes posibilidades que permiten atacar cualquier caso prácticamente sin limitaciones de tamaño, geometría ó condiciones de contorno en el marco de la Elasticidad Tridimensional. El trabajo se compone de dos partes claramente diferenciadas, el estudio y planteamiento del método, así como la descripción de las soluciones adoptadas para la resolución de los múltiples problemas numéricos que plantea no solo el método en sí, sino la implementación de un programa de tales características , y de un anexo que comprende la descripción detallada de cada uno de los apartados que componen el programa. Por último y paralelamente se ha analizado también el caso axisimétrico, problema tridimensional con características muy especificas, desarrollandose su formulación e implementando asimismo un programa que demuestra la exactitud de dicha formulación.

Código híbrido avanzado de motores de plasma de efecto Hall

La propulsión eléctrica constituye hoy una tecnología muy competitiva y de gran proyección de futuro. Dentro de los diversos motores de plasma existentes, el motor de efecto Hall ha adquirido una gran madurez y constituye un medio de propulsión idóneo para un rango amplio de misiones. En la presente Tesis se estudian los motores Hall con geometría convencional y paredes dieléctricas. La compleja interacción entre los múltiples fenómenos físicos presentes hace que sea difícil la simulación del plasma en estos motores. Los modelos híbridos son los que representan un mejor compromiso entre precisión y tiempo de cálculo. Se basan en utilizar un modelo fluido para los electrones y algoritmos de dinámica de partículas PIC (Particle-In- Cell) para los iones y los neutros. Permiten hacer uso de la hipótesis de cuasineutralidad del plasma, a cambio de resolver separadamente las capas límite (o vainas) que se forman en torno a las paredes de la cámara. Partiendo de un código híbrido existente, llamado HPHall-2, el objetivo de la Tesis doctoral ha sido el desarrollo de un código híbrido avanzado que mejorara la simulación de la descarga de plasma en un motor de efecto Hall. Las actualizaciones y mejoras realizadas en las diferentes partes que componen el código comprenden tanto aspectos teóricos como numéricos. Fruto de la extensa revisión de la algoritmia del código HPHall-2 se han conseguido reducir los errores de precisión un orden de magnitud, y se ha incrementado notablemente su consistencia y robustez, permitiendo la simulación del motor en un amplio rango de condiciones. Algunos aspectos relevantes a destacar en el subcódigo de partículas son: la implementación de un nuevo algoritmo de pesado que permite determinar de forma más precisa el flujo de las magnitudes del plasma; la implementación de un nuevo algoritmo de control de población, que permite tener suficiente número de partículas cerca de las paredes de la cámara, donde los gradientes son mayores y las condiciones de cálculo son más críticas; las mejoras en los balances de masa y energía; y un mejor cálculo del campo eléctrico en una malla no uniforme. Merece especial atención el cumplimiento de la condición de Bohm en el borde de vaina, que en los códigos híbridos representa una condición de contorno necesaria para obtener una solución consistente con el modelo de interacción plasma-pared, y que en HPHall-2 aún no se había resuelto satisfactoriamente. En esta Tesis se ha implementado el criterio cinético de Bohm para una población de iones con diferentes cargas eléctricas y una gran dispersión de velocidades. En el código, el cumplimiento de la condición cinética de Bohm se consigue por medio de un algoritmo que introduce una fina capa de aceleración nocolisional adyacente a la vaina y mide adecuadamente el flujo de partículas en el espacio y en el tiempo. Las mejoras realizadas en el subcódigo de electrones incrementan la capacidad de simulación del código, especialmente en la región aguas abajo del motor, donde se simula la neutralización del chorro del plasma por medio de un modelo de cátodo volumétrico. Sin abordar el estudio detallado de la turbulencia del plasma, se implementan modelos sencillos de ajuste de la difusión anómala de Bohm, que permiten reproducir los valores experimentales del potencial y la temperatura del plasma, así como la corriente de descarga del motor. En cuanto a los aspectos teóricos, se hace especial énfasis en la interacción plasma-pared y en la dinámica de los electrones secundarios libres en el interior del plasma, cuestiones que representan hoy en día problemas abiertos en la simulación de los motores Hall. Los nuevos modelos desarrollados buscan una imagen más fiel a la realidad. Así, se implementa el modelo de vaina de termalización parcial, que considera una función de distribución no-Maxwelliana para los electrones primarios y contabiliza unas pérdidas energéticas más cercanas a la realidad. Respecto a los electrones secundarios, se realiza un estudio cinético simplificado para evaluar su grado de confinamiento en el plasma, y mediante un modelo fluido en el límite no-colisional, se determinan las densidades y energías de los electrones secundarios libres, así como su posible efecto en la ionización. El resultado obtenido muestra que los electrones secundarios se pierden en las paredes rápidamente, por lo que su efecto en el plasma es despreciable, no así en las vainas, donde determinan el salto de potencial. Por último, el trabajo teórico y de simulación numérica se complementa con el trabajo experimental realizado en el Pnnceton Plasma Physics Laboratory, en el que se analiza el interesante transitorio inicial que experimenta el motor en el proceso de arranque. Del estudio se extrae que la presencia de gases residuales adheridos a las paredes juegan un papel relevante, y se recomienda, en general, la purga completa del motor antes del modo normal de operación. El resultado final de la investigación muestra que el código híbrido desarrollado representa una buena herramienta de simulación de un motor Hall. Reproduce adecuadamente la física del motor, proporcionando resultados similares a los experimentales, y demuestra ser un buen laboratorio numérico para estudiar el plasma en el interior del motor. Abstract Electric propulsion is today a very competitive technology and has a great projection into the future. Among the various existing plasma thrusters, the Hall effect thruster has acquired a considerable maturity and constitutes an ideal means of propulsion for a wide range of missions. In the present Thesis only Hall thrusters with conventional geometry and dielectric walls are studied. The complex interaction between multiple physical phenomena makes difficult the plasma simulation in these engines. Hybrid models are those representing a better compromise between precision and computational cost. They use a fluid model for electrons and Particle-In-Cell (PIC) algorithms for ions and neutrals. The hypothesis of plasma quasineutrality is invoked, which requires to solve separately the sheaths formed around the chamber walls. On the basis of an existing hybrid code, called HPHall-2, the aim of this doctoral Thesis is to develop an advanced hybrid code that better simulates the plasma discharge in a Hall effect thruster. Updates and improvements of the code include both theoretical and numerical issues. The extensive revision of the algorithms has succeeded in reducing the accuracy errors in one order of magnitude, and the consistency and robustness of the code have been notably increased, allowing the simulation of the thruster in a wide range of conditions. The most relevant achievements related to the particle subcode are: the implementation of a new weighing algorithm that determines more accurately the plasma flux magnitudes; the implementation of a new algorithm to control the particle population, assuring enough number of particles near the chamber walls, where there are strong gradients and the conditions to perform good computations are more critical; improvements in the mass and energy balances; and a new algorithm to compute the electric field in a non-uniform mesh. It deserves special attention the fulfilment of the Bohm condition at the edge of the sheath, which represents a boundary condition necessary to match consistently the hybrid code solution with the plasma-wall interaction, and remained as a question unsatisfactory solved in the HPHall-2 code. In this Thesis, the kinetic Bohm criterion has been implemented for an ion particle population with different electric charges and a large dispersion in their velocities. In the code, the fulfilment of the kinetic Bohm condition is accomplished by an algorithm that introduces a thin non-collisional layer next to the sheaths, producing the ion acceleration, and measures properly the flux of particles in time and space. The improvements made in the electron subcode increase the code simulation capabilities, specially in the region downstream of the thruster, where the neutralization of the plasma jet is simulated using a volumetric cathode model. Without addressing the detailed study of the plasma turbulence, simple models for a parametric adjustment of the anomalous Bohm difussion are implemented in the code. They allow to reproduce the experimental values of the plasma potential and the electron temperature, as well as the discharge current of the thruster. Regarding the theoretical issues, special emphasis has been made in the plasma-wall interaction of the thruster and in the dynamics of free secondary electrons within the plasma, questions that still remain unsolved in the simulation of Hall thrusters. The new developed models look for results closer to reality, such as the partial thermalization sheath model, that assumes a non-Maxwellian distribution functions for primary electrons, and better computes the energy losses at the walls. The evaluation of secondary electrons confinement within the chamber is addressed by a simplified kinetic study; and using a collisionless fluid model, the densities and energies of free secondary electrons are computed, as well as their effect on the plasma ionization. Simulations show that secondary electrons are quickly lost at walls, with a negligible effect in the bulk of the plasma, but they determine the potential fall at sheaths. Finally, numerical simulation and theoretical work is complemented by the experimental work carried out at the Princeton Plasma Physics Laboratory, devoted to analyze the interesting transitional regime experienced by the thruster in the startup process. It is concluded that the gas impurities adhered to the thruster walls play a relevant role in the transitional regime and, as a general recomendation, a complete purge of the thruster before starting its normal mode of operation it is suggested. The final result of the research conducted in this Thesis shows that the developed code represents a good tool for the simulation of Hall thrusters. The code reproduces properly the physics of the thruster, with results similar to the experimental ones, and represents a good numerical laboratory to study the plasma inside the thruster.

Elementos de contorno adaptables

Como es bien sabido, en el método de los elementos finitos se suele hablar de dos tipos de convergencia. La primera, o convergencia h, se refiere a la mejora del resultado que se obtiene refinando la malla. Debido a la correspondencia elemento-variables nodales-funciones de interpolación, ello implica un ajuste progresivo de los resultados en aquellas zonas donde se produce el refinamiento. Se trata del método más usado cuando, de forma pragmática, se desea tener una idea de la convergencia de los resultados. Su principal inconveniente radica en el hecho que cada refinamiento exige el cálculo de matrices de rigidez diferentes de las anteriores, de modo que la información debe ser rehecha en cada caso y, por tanto, los costes son elevados. El segundo método analiza la convergencia p, o refinamiento de la aproximación mediante el incremento del grado del polinomio definido sobre cada elemento. Se trata de abandonar la idea de asociar a cada nodo el valor físico de la variable correspondiente en la aproximación típica: u ~ a1Ø1 + a2Ø2 + a3Ø3+ … + anØn; donde las funciones Ø son unidad en el nodo correspondiente y cero en el resto. Por el contrario, se vuelve a la idea original de Ritz, semejante al de un desarrollo en la serie de Fourier, donde las funciones Ø están definidas globalmente y los coeficientes de ponderación no tienen por qué presentar un significado físico concreto. Evidentemente la vuelta no es total; se siguen manteniendo elementos y dentro de cada uno de ellos se establece una jerarquía de funciones Øi. Con esta situación intermedia entre la globalidad absoluta de Ritz y la correspondencia absoluta de la discretización con las variables se consigue, por un lado, mantener una versatilidad suficiente para el ajuste por trozos y, por otro, refinar la aproximación de forma inteligente ya que, al igual que sucede en una serie de Fourier, cada término que se añade produce un efecto menor, lo que posibilita el truncamiento cuando se alcanza un determinado nivel de precisión. Además, puesto que cada Ø tiene un soporte perfectamente definido desde un principio, cada etapa del refinamiento aprovecha todos los cálculos anteriores y sólo se necesita evaluar los nuevos términos de la matriz de rigidez. La primera idea fue propuesta por Zienckiewicz et al.(1970), y posteriormente han desarrollado el método Szabo et al.(1978), Babuska (1975,1978), Peano (1978)etc. El proceso operativo incluye así: a)Establecimiento de una malla amplia sobre el dominio a analizar; b)Definición de una jerarquía de funciones de interpolación dentro de cada elemento; c)Establecimiento de un "indicador" de las zonas que precisen la adición de nuevas funciones jerarquizadas; d)Establecimiento de un "estimador a posteriori" que evalúe el error cometido y precise el momento en que pueda ser detenido el proceso. Un método que sigue los pasos anteriores se denomina autoadaptable y, como se puede comprender, resulta interesantísimo para problemas no triviales. En este artículo, se contempla la posibilidad de extender las ideas anteriores al método de los elementos de contorno.