Desarrollo de Algoritmos Numéricos para el Estudio de la Propagación no Lineal de Ondas en Aplicaciones Aeroespaciales y Astrofísicas. Develop to Numerical Algorithms to Study non-Linear Waves Propagation in Aerospace and Astrophysics Applications.

En este proyecto se desarrollarán algoritmos numéricos para sistemas no lineales hiperbólicos-parabólicos de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Dichos sistemas tienen aplicación en propagación de ondas en ámbitos aeroespaciales y astrofísicos.Objetivos generales: 1)Desarrollo y mejora de algoritmos numéricos con la finalidad de incrementar la calidad en la simulación de propagación e interacción de ondas gasdinámicas y magnetogasdinámicas no lineales. 2)Desarrollo de códigos computacionales con la finalidad de simular flujos gasdinámicos de elevada entalpía incluyendo cambios químicos, efectos dispersivos y difusivos.3)Desarrollo de códigos computacionales con la finalidad de simular flujos magnetogasdinámicos ideales y reales.4)Aplicación de los nuevos algoritmos y códigos computacionales a la solución del flujo aerotermodinámico alrededor de cuerpos que ingresan en la atmósfera terrestre. 5)Aplicación de los nuevos algoritmos y códigos computacionales a la simulación del comportamiento dinámico no lineal de arcos magnéticos en la corona solar. 6)Desarrollo de nuevos modelos para describir el comportamiento no lineal de arcos magnéticos en la corona solar.Este proyecto presenta como objetivo principal la introducción de mejoras en algoritmos numéricos para simular la propagación e interacción de ondas no lineales en dos medios gaseosos: aquellos que no poseen carga eléctrica libre (flujos gasdinámicos) y aquellos que tienen carga eléctrica libre (flujos magnetogasdinámicos). Al mismo tiempo se desarrollarán códigos computacionales que implementen las mejoras de las técnicas numéricas.Los algoritmos numéricos se aplicarán con la finalidad de incrementar el conocimiento en tópicos de interés en la ingeniería aeroespacial como es el cálculo del flujo de calor y fuerzas aerotermodinámicas que soportan objetos que ingresan a la atmósfera terrestre y en temas de astrofísica como la propagación e interacción de ondas, tanto para la transferencia de energía como para la generación de inestabilidades en arcos magnéticos de la corona solar. Estos dos temas poseen en común las técnicas y algoritmos numéricos con los que serán tratados. Las ecuaciones gasdinámicas y magnetogasdinámicas ideales conforman sistemas hiperbólicos de ecuaciones diferenciales y pueden ser solucionados utilizando "Riemann solvers" junto con el método de volúmenes finitos (Toro 1999; Udrea 1999; LeVeque 1992 y 2005). La inclusión de efectos difusivos genera que los sistemas de ecuaciones resulten hiperbólicos-parabólicos. La contribución parabólica puede ser considerada como términos fuentes y tratada adicionalmente tanto en forma explícita como implícita (Udrea 1999; LeVeque 2005).Para analizar el flujo alrededor de cuerpos que ingresan en la atmósfera se utilizarán las ecuaciones de Navier-Stokes químicamente activas, mientras la temperatura no supere los 6000K. Para mayores temperaturas es necesario considerar efectos de ionización (Anderson, 1989). Tanto los efectos difusivos como los cambios químicos serán considerados como términos fuentes en las ecuaciones de Euler. Para tratar la propagación de ondas, transferencia de energía e inestabilidades en arcos magnéticos de la corona solar se utilizarán las ecuaciones de la magnetogasdinámica ideal y real. En este caso será también conveniente implementar términos fuente para el tratamiento de fenómenos de transporte como el flujo de calor y el de radiación. Los códigos utilizarán la técnica de volúmenes finitos, junto con esquemas "Total Variation Disminishing - TVD" sobre mallas estructuradas y no estructuradas.

Numerical simulations of Lamb waves in plates using a semi-analytical finite element method

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2011

Optimal scheduling with uncertainty in the numerical data on the basis of a stability analysis

Scheduling, job shop, uncertainty, mixed (disjunctive) graph, stability analysis

Analytical and numerical investigation of two-phase flows

Multiphase flows, hyperbolic model, Godunov method, nozzle flow, nonstrictly hyperbolic

Electrokinetic flow and transport in porous media : experimental methods, numerical analysis, and applications

Electrokinetic transport, electrochromatography, electroosmotic flow, electrophoresis, concentration polarization, fixed beds, monoliths, dynamic NMR microscopy, quantitative confocal laser scanning microscopy, mathematical modelling, numerical analysis

Design and development of high gain wideband microstrip antenna and DGS filters using numerical experimentation approach

Microstrip antenna, Wideband antennas, high gain antennas, Microstrip filters, DGS filters , low-pass filter, band-pass filter

Direct numerical simulation of turbulent flames on parallel computers

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2012

Debranching Solutions in Endografting for Complex Thoracic Aortic Dissections

Background: Conventional surgical repair of thoracic aortic dissections is a challenge due to mortality and morbidity risks. Objectives: We analyzed our experience in hybrid aortic arch repair for complex dissections of the aortic arch. Methods: Between 2009 and 2013, 18 patients (the mean age of 67 ± 8 years-old) underwent hybrid aortic arch repair. The procedural strategy was determined on the individual patient. Results: Thirteen patients had type I repair using trifurcation and another patient with bifurcation graft. Two patients had type II repair with replacement of the ascending aorta. Two patients received extra-anatomic bypass grafting to left carotid artery allowing covering of zone 1. Stent graft deployment rate was 100%. No patients experienced stroke. One patient with total debranching of the aortic arch following an acute dissection of the proximal arch expired 3 months after TEVAR due to heart failure. There were no early to midterm endoleaks. The median follow-up was 20 ± 8 months with patency rate of 100%. Conclusion: Various debranching solutions for different complex scenarios of the aortic arch serve as less invasive procedures than conventional open surgery enabling safe and effective treatment of this highly selected subgroup of patients with complex aortic pathologies.

System-analytic safety evaluation of the hydrogen cycle for energetic utilization

Hydrogen, energy, safety, risk, production, transport, storage, filling station, fuelcell

Numerical methods for axisymmetric equilibrium magnetic-fluid shapes

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2006

Numerical study of drying in porous media

Magdeburg, Univ., Diss., 2007 (Nicht für den Austausch)

Adaptive numerical simulation of reaction - diffusion systems

Fluidized beds, granulation, heat and mass transfer, calcium dynamics, stochastic process, finite element methods, Rosenbrock methods, multigrid methods, parallelization

Numerical approximations of population balance equations in particulate systems

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Diss., 2006