Estimación del flujo óptico en secuencias de imágenes y de la carta de disparidad en pares estéreos : aplicaciones a la reconstrucción tridimensional

Premio Extraordinario, Área de Tecnológicas ; Programa: Percepción Artificial y Sistemas

Modelo de flujo en un acuífero volcánico : el Acuífero de la Aldea (Gran Canaria)

RESUMEN. Se ha llevado a cabo un modelo de flujo de aguas subterráneas en la desembocadura del Barranco de La Aldea (Gran Canaria). El área fue discretizada tridimensionalmente en celdas de 50x50 m considerando 3 capas. La capa superior está constituida por materiales sedimentarios y volcánicos (aluvial, derrubios de ladera y basaltos alterados) y las capas intermedia e inferior por basaltos. Se ha realizado un modelo en régimen estacionario simulando el año hidrológico medio 1991/92 y transitorio para el período de 1991/92-1998/99. Los límites norte, sur y este se han definido como bordes impermeables, la línea de costa se ha definido como nivel constante y la cabecera del barranco se ha simulado mediante un tramo de caudal prefijado representando el aporte de la cuenca alta del barranco. Las entradas en la zona son: recarga por lluvia, retornos de riego, pérdidas en la red de abastecimiento, cabecera del barranco principal y desde la zona de intra-caldera. Las salidas son: bombeos y descarga al mar. El borde inferior se define por el flujo nulo en el contacto entre los basaltos alterados y sin alterar. En el cauce de los barrancos se ha impuesto una condición de dren y las extracciones se han localizado según los datos obtenidos de las captaciones de la zona. Los parámetros resultantes de la calibración del modelo, en particular, la transmisividad, son del mismo orden que los obtenidos en estudios previos modelo. Por otro lado, los niveles calculados y observados presentan un buen ajuste y el balance hídrico resulta consistente. ABSTRACT. A groundwater flow model in La Aldea ravine lower part (Gran Canaria) has been developed. The zone has been tridimensionally discretized as cells of 50 x 50 m considering 3 layers. The superficial layer is formed by sedimentary and volcanic materials (Alluvial, screes and altered basalts) and the intermediate and lower layers are basalts. The model has been developed in stationary state for the average hydrologic year 1991/92 and in transitory state for the period of 1991/92-1998/99. The North, South and East limits have been defined as null flow boundary conditions, the coast line has been defined as constant level and the ravine bed at the east has been defined as a constant flow, representing the contribution from the upper ravine basin. Recharge is a result of rainfall, irrigation returns, supply network leaks and inflow from the intra-caldera zone. Discharge takes place by pumping wells and flows towards the sea. The bottom surface is defined as a null flow condition in the limit between altered and unaltered basalts. A drain condition has been imposed in the ravine and the pumping wells extraction has been located. The simulation results indicate that the transmisivities obtained in previous works present the same order of magnitude than the obtained in the model and the calculated levels are in good agreement with the observed levels measurements.

Métodos variacionales para la estimación del flujo óptico y mapas de disparidad

Programa de doctorado: Cibernética y telecomunicación.

Migración y ecología trófica de peces migradores verticales dominantes del Atlántico nordeste subtropical: implicaciones en el flujo activo de carbono

[EN]Diel vertical migrants (DVMs) are mainly zooplankton and micronekton that migrate upward from 400-700 m depth every night to feed in the productive epipelagic zone and come back at dawn to the mesopelagic zone, where they release the ingested carbon. DVMs should contribute to the biological pump in the ocean and, accordingly, to thevglobal CO2 balance. A large portion of the DVMs biomass are the lanternfishes (myctophidae), which might represent a pathway accounting for a substantial export of organic carbon to the deep ocean. Nevertheless, the magnitude of this transport is still poorly known. The combined study of migration and feeding ecology is a good approach to improve our knowledge of the DVMs role in this active carbon flux. Two dominant myctophids in the Subtropical Eastern North Atlantic Ocean (Hygophum hygomii (Lütken, 1892) and (Lobianchia dofleini (Zugmayer, 1911)) were studied from several surveys carried out around the Canary Islands during the last decade. Our results showed a marked diel vertical migration and a prevailing nocturnal feeding with predation mainly on copepods and euphausiids. The digestion state of prey suggested a slow stomach evacuation rate and that most of the ingested carbon in the epipelagic is efficiently transported to the mesopelagic zone.

Flujo genético entre poblaciones vegetales a través de la polinización. Caso práctico en la Palmera Canaria (Phoenix canariensis)

[ES] El movimiento de genes entre individuos y poblaciones es esencial para la evolución de la vida. Dada la inmovilidad inherente a los organismos vegetales, el flujo genético entre individuos y poblaciones de una misma especie tendrá lugar mediante los eventos de dispersión del polen y las semillas, siendo la polinización la fase reproductora que más contribuye a la distribución de la diversidad genética y conectividad de las poblaciones. Con el uso de 8 loci microsatélites, se ha analizado la dispersión efectiva de los gametos masculinos de la palmera canaria (Phoenix canariensis), infiriendo en los patrones del transporte de polen de esta especie.

Efecto de la irradiación y el flujo de nutrientes sobre el contenido en polisacáridos ácidos en macroalgas cultivadas

Máster Oficial en Cultivos Marinos. Trabajo presentado como requisito parcial para la obtención del Título de Máster Oficial en Cultivos Marinos, otorgado por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), el Instituto Canario de Ciencias Marinas (ICCM), y el Centro Internacional de Altos Estudios Agronómicos Mediterráneos de Zaragoza (CIHEAM)

Simulación URANS 2D del flujo alrededor de un cilindro para 104 ≤ Re ≤ 106 con tratamiento de paredes

Máster Universitario en Sistemas Inteligentes y Aplicaciones Numéricas en Ingeniería (SIANI)

Caracterización del ensuciamiento en membranas de ultrafiltración mediante parámetros de medida de resistencia en operación de flujo cruzado

Programa de Doctorado: Ingeniería Ambiental y Desalinización

Determinación de entalpías de mezcla de sistemas muy viscosos usando un ITC y un microcalorímetro de flujo de construcción propia

Programa de doctorado: Física, Matemáticas, Geología y Clima. La fecha de publicación es la fecha de lectura

Diagramas de flujo para el diseño de un sistema de control de calidad : proceso de elaboración de vino blanco

Para la implementación de un sistema de control de calidad es necesario tener una clara visión de los procesos involucrados, las responsabilidades, organización, registros de la calidad, acciones preventivas y correctivas. En la actualidad se exige un enfoque integrador, donde se estructuran actividades y recursos físicos. Es por ello que los diagramas de flujo tienen una importancia fundamental en las decisiones de dirección. Entre los distintos diagramas de flujo posibles, en este trabajo se propone utilizar los de procesos que permiten ordenar secuencialmente una serie de actividades y recursos físicos. Se presenta un diagrama de flujo en la elaboración de vino blanco en una bodega experimental. A través de él se puede conocer la lógica del proceso de elaboración, realizar un diagnóstico del proceso, detectar los puntos críticos de control que puedan provocar deterioro en la calidad del producto o del ambiente. También es un punto de partida para armar y poner en funcionamiento un plan de inspección y ensayos, para la documentación necesaria en las auditorías y una técnica para detectar puntos de contaminación ambiental.

Uso de DES y RANS no estacionario para la simulación del flujo alrededor de una carena Wigley - Use of Unsteady RANS and DES to simulate flows around a Wigley Hull)

Computer Fluid Dynamics tools have already become a valuable instrument for Naval Architects during the ship design process, thanks to their accuracy and the available computer power. Unfortunately, the development of RANSE codes, generally used when viscous effects play a major role in the flow, has not reached a mature stage, being the accuracy of the turbulence models and the free surface representation the most important sources of uncertainty. Another level of uncertainty is added when the simulations are carried out for unsteady flows, as those generally studied in seakeeping and maneuvering analysis and URANS equations solvers are used. Present work shows the applicability and the benefits derived from the use of new approaches for the turbulence modeling (Detached Eddy Simulation) and the free surface representation (Level Set) on the URANS equations solver CFDSHIP-Iowa. Compared to URANS, DES is expected to predict much broader frequency contents and behave better in flows where boundary layer separation plays a major role. Level Set methods are able to capture very complex free surface geometries, including breaking and overturning waves. The performance of these improvements is tested in set of fairly complex flows, generated by a Wigley hull at pure drift motion, with drift angle ranging from 10 to 60 degrees and at several Froude numbers to study the impact of its variation. Quantitative verification and validation are performed with the obtained results to guarantee their accuracy. The results show the capability of the CFDSHIP-Iowa code to carry out time-accurate simulations of complex flows of extreme unsteady ship maneuvers. The Level Set method is able to capture very complex geometries of the free surface and the use of DES in unsteady simulations highly improves the results obtained. Vortical structures and instabilities as a function of the drift angle and Fr are qualitatively identified. Overall analysis of the flow pattern shows a strong correlation between the vortical structures and free surface wave pattern. Karman-like vortex shedding is identified and the scaled St agrees well with the universal St value. Tip vortices are identified and the associated helical instabilities are analyzed. St using the hull length decreases with the increase of the distance along the vortex core (x), which is similar to results from other simulations. However, St scaled using distance along the vortex cores shows strong oscillations compared to almost constants for those previous simulations. The difference may be caused by the effect of the free-surface, grid resolution, and interaction between the tip vortex and other vortical structures, which needs further investigations. This study is exploratory in the sense that finer grids are desirable and experimental data is lacking for large α, especially for the local flow. More recently, high performance computational capability of CFDSHIP-Iowa V4 has been improved such that large scale computations are possible. DES for DTMB 5415 with bilge keels at α = 20º were conducted using three grids with 10M, 48M and 250M points. DES analysis for flows around KVLCC2 at α = 30º is analyzed using a 13M grid and compared with the results of DES on the 1.6M grid by. Both studies are consistent with what was concluded on grid resolution herein since dominant frequencies for shear-layer, Karman-like, horse-shoe and helical instabilities only show marginal variation on grid refinement. The penalties of using coarse grids are smaller frequency amplitude and less resolved TKE. Therefore finer grids should be used to improve V&V for resolving most of the active turbulent scales for all different Fr and α, which hopefully can be compared with additional EFD data for large α when it becomes available.

Flujo de potencia entre estructuras complejas sometidas a excitaciones de alta frecuencia y aplicaciones a la detección de daño estructural

El tema central de investigación en esta Tesis es el estudio del comportamientodinámico de una estructura mediante modelos que describen la distribución deenergía entre los componentes de la misma y la aplicación de estos modelos parala detección de daños incipientes.Los ensayos dinámicos son un modo de extraer información sobre las propiedadesde una estructura. Si tenemos un modelo de la estructura se podría ajustar éstepara que, con determinado grado de precisión, tenga la misma respuesta que elsistema real ensayado. Después de que se produjese un daño en la estructura,la respuesta al mismo ensayo variará en cierta medida; actualizando el modelo alas nuevas condiciones podemos detectar cambios en la configuración del modeloestructural que nos condujeran a la conclusión de que en la estructura se haproducido un daño.De este modo, la detección de un daño incipiente es posible si somos capacesde distinguir una pequeña variación en los parámetros que definen el modelo. Unrégimen muy apropiado para realizar este tipo de detección es a altas frecuencias,ya que la respuesta es muy dependiente de los pequeños detalles geométricos,dado que el tamaño característico en la estructura asociado a la respuesta esdirectamente proporcional a la velocidad de propagación de las ondas acústicas enel sólido, que para una estructura dada es inalterable, e inversamente proporcionala la frecuencia de la excitación. Al mismo tiempo, esta característica de la respuestaa altas frecuencias hace que un modelo de Elementos Finitos no sea aplicable enla práctica, debido al alto coste computacional.Un modelo ampliamente utilizado en el cálculo de la respuesta de estructurasa altas frecuencias en ingeniería es el SEA (Statistical Energy Analysis). El SEAaplica el balance energético a cada componente estructural, relacionando la energíade vibración de estos con la potencia disipada por cada uno de ellos y la potenciatransmitida entre ellos, cuya suma debe ser igual a la potencia inyectada a cadacomponente estructural. Esta relación es lineal y viene caracterizada por los factoresde pérdidas. Las magnitudes que intervienen en la respuesta se consideranpromediadas en la geometría, la frecuencia y el tiempo.Actualizar el modelo SEA a datos de ensayo es, por lo tanto, calcular losfactores de pérdidas que reproduzcan la respuesta obtenida en éste. Esta actualización,si se hace de manera directa, supone la resolución de un problema inversoque tiene la característica de estar mal condicionado. En la Tesis se propone actualizarel modelo SEA, no en término de los factores de pérdidas, sino en términos deparámetros estructurales que tienen sentido físico cuando se trata de la respuestaa altas frecuencias, como son los factores de disipación de cada componente, susdensidades modales y las rigideces características de los elementos de acoplamiento.Los factores de pérdidas se calculan como función de estos parámetros. Estaformulación es desarrollada de manera original en esta Tesis y principalmente sefunda en la hipótesis de alta densidad modal, es decir, que en la respuesta participanun gran número de modos de cada componente estructural.La teoría general del método SEA, establece que el modelo es válido bajounas hipótesis sobre la naturaleza de las excitaciones externas muy restrictivas,como que éstas deben ser de tipo ruido blanco local. Este tipo de carga es difícil dereproducir en condiciones de ensayo. En la Tesis mostramos con casos prácticos queesta restricción se puede relajar y, en particular, los resultados son suficientementebuenos cuando la estructura se somete a una carga armónica en escalón.Bajo estas aproximaciones se desarrolla un algoritmo de optimización por pasosque permite actualizar un modelo SEA a un ensayo transitorio cuando la carga esde tipo armónica en escalón. Este algoritmo actualiza el modelo no solamente parauna banda de frecuencia en particular sino para diversas bandas de frecuencia demanera simultánea, con el objetivo de plantear un problema mejor condicionado.Por último, se define un índice de daño que mide el cambio en la matriz depérdidas cuando se produce un daño estructural en una localización concreta deun componente. Se simula numéricamente la respuesta de una estructura formadapor vigas donde producimos un daño en la sección de una de ellas; como se tratade un cálculo a altas frecuencias, la simulación se hace mediante el Método delos Elementos Espectrales para lo que ha sido necesario desarrollar dentro de laTesis un elemento espectral de tipo viga dañada en una sección determinada. Losresultados obtenidos permiten localizar el componente estructural en que se haproducido el daño y la sección en que éste se encuentra con determinado grado deconfianza.AbstractThe main subject under research in this Thesis is the study of the dynamic behaviourof a structure using models that describe the energy distribution betweenthe components of the structure and the applicability of these models to incipientdamage detection.Dynamic tests are a way to extract information about the properties of astructure. If we have a model of the structure, it can be updated in order toreproduce the same response as in experimental tests, within a certain degree ofaccuracy. After damage occurs, the response will change to some extent; modelupdating to the new test conditions can help to detect changes in the structuralmodel leading to the conclusión that damage has occurred.In this way incipient damage detection is possible if we are able to detect srnallvariations in the model parameters. It turns out that the high frequency regimeis highly relevant for incipient damage detection, because the response is verysensitive to small structural geometric details. The characteristic length associatedwith the response is proportional to the propagation speed of acoustic waves insidethe solid, but inversely proportional to the excitation frequency. At the same time,this fact makes the application of a Finite Element Method impractical due to thehigh computational cost.A widely used model in engineering when dealing with the high frequencyresponse is SEA (Statistical Energy Analysis). SEA applies the energy balance toeach structural component, relating their vibrational energy with the dissipatedpower and the transmitted power between the different components; their summust be equal to the input power to each of them. This relationship is linear andcharacterized by loss factors. The magnitudes considered in the response shouldbe averaged in geometry, frequency and time.SEA model updating to test data is equivalent to calculating the loss factorsthat provide a better fit to the experimental response. This is formulated as an illconditionedinverse problem. In this Thesis a new updating algorithm is proposedfor the study of the high frequency response regime in terms of parameters withphysical meaning such as the internal dissipation factors, modal densities andcharacteristic coupling stiffness. The loss factors are then calculated from theseparameters. The approach is developed entirely in this Thesis and is mainlybased on a high modal density asumption, that is to say, a large number of modescontributes to the response.General SEA theory establishes the validity of the model under the asumptionof very restrictive external excitations. These should behave as a local white noise.This kind of excitation is difficult to reproduce in an experimental environment.In this Thesis we show that in practical cases this assumption can be relaxed, inparticular, results are good enough when the structure is excited with a harmonicstep function.Under these assumptions an optimization algorithm is developed for SEAmodel updating to a transient test when external loads are harmonic step functions.This algorithm considers the response not only in a single frequency band,but also for several of them simultaneously.A damage index is defined that measures the change in the loss factor matrixwhen a damage has occurred at a certain location in the structure. The structuresconsidered in this study are built with damaged beam elements; as we are dealingwith the high frequency response, the numerical simulation is implemented witha Spectral Element Method. It has therefore been necessary to develop a spectralbeam damaged element as well. The reported results show that damage detectionis possible with this algorithm, moreover, damage location is also possible withina certain degree of accuracy.

Desarrollo de una Interfaz de sustitución sensorial para el estudio de la percepción del flujo vibrotáctil (retina táctil)

En el presente trabajo fin de máster se ha concebido, diseñado e utilizado una interfaz háptica, adecuada para ser utilizada como dispositivo de sustitución sensorial, la cual hemos llamado retina táctil. Por cuanto trata de proporcionar información propia del sentido de la vista a través del sentido del tacto. Durante este trabajo, que fue desarrollado en el grupo de robótica y cibernética CAR UPM-CSIC, se ha trabajado en estrecha colaboración con el departamento de la facultad de psicología de la universidad autónoma de Madrid, los cuales han definido las bases de la información de alto orden, como podrían ser, gradientes de intensidades de vibración, mediante las cuales el individuo llega a tener una mejor comprensión del ambiente. El proyecto maneja teorías psicológicas recientes, como las teorías ecológicas y dinámicas que entienden que la percepción se basa en variables informacionales de alto orden. Ejemplos de tales variables son el flujo óptico, gradientes de movimiento, gradientes de intensidades, cambios en gradientes, etc. Sorprendentemente, nuestra percepción visual es mucho más sensible a variables de alto orden que a variables de bajo orden, lo cual descarta que variables de alto orden se infieran o calculen en base a variables de bajo orden. La hipótesis que maneja la teoría ecológica es que las variables de alto orden se detectan como unidades básicas, sin descomponerlas en variables de bajo orden. Imaginemos el caso de un objeto acercándose, intuitivamente pensaríamos que calculamos la distancia y la velocidad del objeto para determinar el momento en el cual este nos impactaría, ¿pero es este realmente el modo en el que actúa nuestro cerebro?, ¿no seremos capaces en determinar directamente el tiempo de contacto como una variable de alto orden presente en el entorno?, por ejemplo, determinar directamente la relación entre el tamaño del objeto y la tasa de crecimiento. También cabe preguntarse si todas estas suposiciones son válidas para estimulaciónes a través de los receptores táctiles en la piel. El dispositivo desarrollado está conformado por 13 módulos cada uno de los cuales maneja 6 tactores o vibradores, para hacer un total de 78 vibradores (ampliables al agregar módulos adicionales), cada uno de los tactores tiene 8mm de diámetro y proporciona información del flujo óptico asociado al entorno que rodea al usuario a través de información táctil, él mismo puede ser utilizado inalámbricamente a pesar de que el procesamiento de los datos se este realizando en una computadora de mesa, lo cual es muy útil al trabajar con ambientes virtuales. También se presenta la integración de la interfaz con el sistema operativo de robots ROS para usarlo en conjunto con las librerías que han sido desarrolladas para el control de la cámara Microsoft Kinect con la cual se puede obtener una matriz de distancias de puntos en el espacio, permitiendo de esta manera utilizar la interfaz en ambientes reales. Finalmente se realizaron experimentos para comprobar hipótesis sobre la variable de percepción del tiempo de contacto además de verificar el correcto funcionamiento del dispositivo de sustitución sensorial tanto en ambientes reales como en ambientes simulados así como comprobar hipótesis sobre la validéz del uso del flujo vibrotáctil para la determinación del tiempo de contacto.