Regularization strategies for discontinuity-preserving optical flow methods

[EN]The aim of this work is to study several strategies for the preservation of flow discontinuities in variational optical flow methods. We analyze the combination of robust functionals and diffusion tensors in the smoothness assumption. Our study includes the use of tensors based on decreasing functions, which has shown to provide good results. However, it presents several limitations and usually does not perform better than other basic approaches. It typically introduces instabilities in the computed motion fields in the form of independent \textit{blobs} of vectors with large magnitude...

The meccano method for isogeometric solid modeling and applications

[EN]We present a new method to construct a trivariate T-spline representation of complex solids for the application of isogeometric analysis. We take a genus-zero solid as a basis of our study, but at the end of the work we explain the way to generalize the results to any genus solids. The proposed technique only demands a surface triangulation of the solid as input data. The key of this method lies in obtaining a volumetric parameterization between the solid and the parametric domain, the unitary cube. To do that, an adaptive tetrahedral mesh of the parametric domain is isomorphically transformed onto the solid by applying a mesh untangling and smoothing procedure...

Comparison between 2.5-D and 3-D realistic models for wind field adjustment

[EN]In previous works, many authors have widely used mass consistent models for wind field simulation by the finite element method. On one hand, we have developed a 3-D mass consistent model by using tetrahedral meshes which are simultaneously adapted to complex orography and to terrain roughness length. In addition, we have included a local refinement strategy around several measurement or control points, significant contours, as for example shorelines, or numerical solution singularities. On the other hand, we have developed a 2.5-D model for simulating the wind velocity in a 3-D domain in terms of the terrain elevation, the surface temperature and the meteorological wind, which is consider as an averaged wind on vertical boundaries...

The meccano method for simultaneous volume parametrization and mesh generation of complex solids

[EN]The meccano method is a novel and promising mesh generation method for simultaneously creating adaptive tetrahedral meshes and volume parametrizations of a complex solid. We highlight the fact that the method requires minimum user intervention and has a low computational cost. The method builds a 3-D triangulation of the solid as a deformation of an appropriate tetrahedral mesh of the meccano. The new mesh generator combines an automatic parametrization of surface triangulations, a local refinement algorithm for 3-D nested triangulations and a simultaneous untangling and smoothing procedure. At present, the procedure is fully automatic for a genus-zero solid. In this case, the meccano can be a single cube. The efficiency of the proposed technique is shown with several applications...

Finite element simulation of a local scale air quality model over complex terrain

[EN]In this paper we propose a finite element method approach for modelling the air quality in a local scale over complex terrain. The area of interest is up to tens of kilometres and it includes pollutant sources. The proposed methodology involves the generation of an adaptive tetrahedral mesh, the computation of an ambient wind field, the inclusion of the plume rise effect in the wind field, and the simulation of transport and reaction of pollutants. We apply our methodology to simulate a fictitious pollution episode in La Palma island (Canary Island, Spain)...

A new approach to solid modeling with trivariate

[EN]We present a new method to construct a trivariate T-spline representation of complex genuszero solids for the application of isogeometric analysis. The proposed technique only demands a surface triangulation of the solid as input data. The key of this method lies in obtaining a volumetric parameterization between the solid and the parametric domain, the unitary cube. To do that, an adaptive tetrahedral mesh of the parametric domain is isomorphically transformed onto the solid by applying a mesh untangling and smoothing procedure. The control points of the trivariate T-spline are calculated by imposing the interpolation conditions on points sited both on the inner and on the surface of the solid...

Comparison of the meccano method with standard mesh generation techniques

[EN]The meccano method is a novel and promising mesh generation technique for simultaneously creating adaptive tetrahedral meshes and volume parameterizations of a complex solid. The method combines several former procedures: a mapping from the meccano boundary to the solid surface, a 3-D local refinement algorithm and a simultaneous mesh untangling and smoothing. In this paper we present the main advantages of our method against other standard mesh generation techniques. We show that our method constructs meshes that can be locally refined by using the Kossaczky bisection rule and maintaining a high mesh quality. Finally, we generate volume T-mesh for isogeometric analysis, based on the volume parameterization obtained by the method…

The meccano method for isogeometric solid modeling

[EN]We present a new method to construct a trivariate T-spline representation of complex solids for the application of isogeometric analysis. The proposed technique only demands the surface of the solid as input data. The key of this method lies in obtaining a volumetric parameterization between the solid and a simple parametric domain. To do that, an adaptive tetrahedral mesh of the parametric domain is isomorphically transformed onto the solid by applying the meccano method. The control points of the trivariate T-spline are calculated by imposing the interpolation conditions on points situated both on the inner and on the surface of the solid...

The meccano method for automatic 3-d triangulation and volume parametrization of complex solids

[EN]In this paper we review the novel meccano method. We summarize the main stages (subdivision, mapping, optimization) of this automatic tetrahedral mesh generation technique and we concentrate the study to complex genus-zero solids. In this case, our procedure only requires a surface triangulation of the solid. A crucial consequence of our method is the volume parametrization of the solid to a cube. We construct volume T-meshes for isogeometric analysis by using this result. The efficiency of the proposed technique is shown with several examples. A comparison between the meccano method and standard mesh generation techniques is introduced.-1…

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.

Métodos numéricos para ecuaciones diferenciales rígidas. Aplicación a la semidiscretización del método de elementos finitos

295 p.

Concepciones y creencias de los profesores universitarios de matemáticas acerca de la enseñanza de las ecuaciones diferenciales.

Contiene un anexo con un cuestionario de problemas. Resumen basado en el de la publicación

Análisis del conocimiento de los profesores universitarios de matemáticas sobre la enseñanza de las ecuaciones diferenciales y sus aplicaciones.

Se presenta una aproximación a las concepciones y creencias de los profesores universitarios de matemáticas acerca de la enseñanza de las ecuaciones diferenciales en estudios científico-experimentales. El estudio tiene dos partes, una general que enumera las características más destacadas de la enseñanza de las ecuaciones diferenciales en ciclo inicial de universidad y que explica la persistencia de la utilización de métodos tradicionales de enseñanza. La segunda parte, que caracteriza a cada profesor en términos de diferencias y similitudes entre las concepciones y creencias específicas, y del nivel de coherencia demostrado. A partir de esta caracterización final se establecen tres grupos de profesores denominados I, II y III.

Simulación de sistemas Multi-Agente mediante un esquema Monte Carlo basado en ecuaciones diferenciales ordinarias

[ES] En este trabajo se expone una metodología para modelar un sistema Multi-Agente (SMA), para que sea equivalente a un sistema de Ecuaciones Diferenciales Ordinarias (EDO), mediante un esquema basado en el método de Monte Carlo. Se muestra que el SMA puede describir con mayor riqueza modelos de sistemas dinámicos con variables cuantificadas discretas. Estos sistemas son muy acordes con los sistemas biológicos y fisiológicos, como el modelado de poblaciones o el modelado de enfermedades epidemiológicas, que en su mayoría se modelan con ecuaciones diferenciales. Los autores piensan que las ecuaciones diferenciales no son lo suficientemente apropiadas para modelar este tipo de problemas y proponen que se modelen con una técnica basada en agentes. Se plantea un caso basado en un modelo matemático de Leucemia Mieloide Crónica (LMC) que se transforma en un SMA equivalente. Se realiza una simulación de los dos modelos (SMA y EDO) y se compara los resultados obtenidos.