Simulació de vent en temps real per paisatges

La simulació de la realitat és un fenomen que va sorgir fa uns anys per tal de predir esdeveniments sense haver de malbaratar recursos. El problema inicial de la simulació va ser la necessitat de simplificar la realitat a causa de la manca de capacitat dels ordinadors de l’època. Amb aquest projecte volem ajudar, per exemple, a estudis científics sobre la difusió de la contaminació en grans nuclis a causa de l’efecte del vent, càlculs de trajectòries amb forces externes degudes al vent, o incorporar en el món de la multimèdia efectes realistes de vent. El principal objectiu d’aquest projecte és desenvolupar un sistema que permeti realitzar simulacions realistes de vent per un paisatge 2D, i estudiar com el vent és veu afectat per la geometria de l’escena. Un punt important, és que tot ha de ser en temps real. Per aconseguir-ho, utilitzarem tècniques basades en el mètode de Lattice-Boltzmann, el qual consisteix en una xarxa regular que representa el fluid en posicions discretes, i estudiar com flueix. Escollint els paràmetres correctes de la simulació, es pot demostrar que aquest mètode convergeix a les equacions continues de Navier-Stokes, les qual són les més importants per descriure el comportament macroscòpic d’un fluid. Per accelerar tots els càlculs, utilitzarem la capacitat i la potencia de les targes gràfiques, ajustarem l’algorisme per poder-lo utilitzar en paral•lel, tot tenint en compte les restriccions de les GPUs. També haurem de generar un sistema per poder llegir les escenes 2D sobre les que realitzarem la simulació. Finalment, haurem de “pintar” el vent per tal de poder visualitzar el resultat de la simulació

Simulació d'un sistema dinàmic: el creixement del pi blanc i la seva resposta davant dels incendis

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2006. La capacitat d’entendre i predir sistemes naturals ha rebut un suport important gràcies als ordinadors i, amb ells, la capacitat de simular processos. En aquest cas es concreta en la creació d’un model de simulació pel creixement del pi blanc i la seva regeneració després d’un incendi. En una primera part es fa una aproximació des de l’àmbit de la biologia a aspectes com la successió forestal, els incendis forestals i la descripció del pi blanc i la seva regeneració després d’un incendi. L’última part té una vessant més tecnològica, explicant la simulació, i en concret, l’autòmat cel•lular. Aquest és el tipus que s’ha emprat per a la realització d’un programa de simulació que no s’inclou aquí.

Simulació d'arquitectures VLIW

L'objectiu d'aquest projecte es dissenyar i implementar en Java una interfície gràfica que permeti simular l'arquitectura VLIW. Ha d'interactuar amb un simulador ja existent, VEX, i amb l'usuari. VEX permet analitzar, desenvolupar i depurar codi escrit en C sobre un processador VLIW configurable, des dels recursos hardware fíns al comportament de la "caché". L'interfície gràfica desenvolupada es diu JavaVEX. Té el gran avantatge d'evitar la introducció de les comandes de text que necesita VEX perquè son substituïdes per elements. És una eina més intuïtiva, ràpida i eficient. JavaVEX mostra informació sobre el codi C traduït a instruccions VLIW de fins a 4 operacions. També mostra els resultats de les instrucciones VLIW simulades. JavaVEX s'ha incorporat a un LiveCD. Així es pot executar l'aplicació sobre qualsevol ordinador. La finalitat docent de JavaVEX és ser utilitzada en les pràctiques de l'assignatura Arquitectura per a Computadors 2.

Escenaris possibles del canvi climàtic, simulació de la línia costera catalana

S’ha realitzat una simulació de la futura línia de costa catalana per tal d’avaluar els impactes del possible augment del nivell del mar, estudiant dels usos del sòl afectats a partir d’un programa de tractament d’imatge de satèl•lit. Es parla sobre el sistema climàtic com a un sistema obert i tancat alhora, internament inestable i en equilibri amb l’exterior, amb una dinàmica temporal i espacial interconnectada. L’impacte més important es dóna a les àrees de costa baixa, pràcticament tot el litoral en seria afectat. La superfície total ocupada per la mar seria de més de 20.000 ha. Les regions més afectades serien l’Alt Empordà i el Baix Empordà i els deltes del Llobregat i de l’Ebre. Així doncs, es conclou, cal canviar la forma de vida, abans que sigui el canvi climàtic qui ens hi obligui, i això ho ha de fer cadascú.

Simulació d'un sistema OFDM per a canals mòbils selectius en freqüència

La següent memòria pretén recollir com simular un sistema amb modulació multiportadora; en concret OFDM, per a canals mòbils. L’estudi contempla la capa física del sistema, que s’encarrega de transmetre les cadenes de bits d’informació entre els transmissor i el receptor. L’objectiu és simular el sistema OFDM per a canals mòbils, veure com es comporta i discutir els diferents factors que influeixen en la qualitat de l’enllaç.

Implementació i simulació funcional en MATLAB del protocol IEEE 802.15.4 de WSN

El principal objectiu que es pretén assolir és dissenyar un simulador de la capa MAC, definida a l’estàndard IEEE 802.15.4. Convé matisar que l’objectiu no és implementar un simulador, sinó utilitzar una plataforma genèrica existent, MATLAB, i definir sobre ella, una metodologia que, permeti utilitzar-la més com a plataforma específica de desenvolupament i simulació de protocols per a xarxes de sensors, que no pas com a simple simulador.

Plataforma per a la simulació de xarxes de sensors

Aquest projecte descriu una plataforma de simulació per a xarxes de sensors des de la perspectiva dels sistemes multi-agents. La plataforma s'ha dissenyat per facilitar la simulació de diferents aplicacions concretes de xarxes de sensors. A més, s'ha entregat com a artefacte del projecte IEA (Institucions Electròniques Autònomes, TIN2006-15662-C02-0) de l'IIIACSIC. Dins l'entorn de l'IEA, aquesta és l'eina que aporta les capacitats de simulació per donar suport al disseny d'algorismes adaptatius per a xarxes de sensors.

Models de simulació per coordinar serveis d'emergència

El projecte exposat té com a propòsit definir i implementar un model de simulació basat en la coordinació i assignació dels serveis d’emergència en accidents de trànsit. La definició del model s’ha realitzat amb l’ús de les Xarxes de Petri Acolorides i la implementació amb el software Rockwell Arena 7.0. El modelatge de la primera simulació ens mostra un model teòric basat en cues mentre que el segon, mostra un model més complet i real gràcies a la connexió mitjançant la plataforma Corba a una base de dades amb informació geogràfica de les flotes i de les rutes. Com a resultat de l’estudi i amb l’ajuda de GoogleEarth, podem realitzar simulacions gràfiques per veure els accidents generats, les flotes dels serveis i el moviment dels vehicles des de les bases fins als accidents.

Anàlisi, disseny i implementació d'una eina de simulació per a l'estudi de la interoperabilitat mitjançant conversió d'atributs en entorns multi-domini

El present projecte part d’un estudi sobre el tractament de situacions d’emergència, on es considera que una infraestructura de comunicació, sobre aquest tipus d’escenaris, ha d’implementar la interoperabilitat i el control d’accés, entre els diferents elements que hi participen, utilitzant la conversió d’atributs. Per tal de materialitzar aquest estudi s’ha realitzat un anàlisi de les necessitats de l’aplicació i un disseny detallat dels mòduls que el formen. S’ha implementat d’aquesta manera una eina de simulació per entorns multi-domini. Finalment s’han realitzat un conjunt de proves per comprovar la seva fiabilitat respecte l’estudi original.

Simulació numèrica de fenòmens de transferència de calor i dinàmics de fluids transitoris

The work carried out during the 4 year research activity can be barely classified in two main lines. On the one hand, a considerable effort is taken to address issues related with the verification of multi-dimensional and transient solutions that are obtained by numerical simulations. Within the studied cases, we can consider cases of piston-cylinder ows within geometries similar to those of hermetic reciprocating compressors.This issue is mentioned in Part I. On the other hand, numerical simulations of different phenomena have been performed. More emphasis has been given to the natural convection ow within enclosures. This is explained in Part II. The case extensively studied has been the natural convection ow. The natural convection ow within enclosures has attracted the attention of many researchers due to its potential to model numerous applications of engineering interest, such as cooling of electronic devices, air ow in buildings, heat transfer in solar collectors, among others. The natural convection studies corresponding to the parallelepipedic enclosures can be classified into two elementary classes: i) heating from a horizontal wall (heating from below); ii) heating from a vertical wall. The characteristic example of the former case is the Rayleigh-B_enard ow, however this research is on the cavities heated from the side. This configuration is referred commonly as the differentially heated cavity.

Simulació d'escenaris de xarxa DTN amb NS-2

En aquest projecte es presenta un escenari de xarxa DTN. Aquest escenari té una serie de problemes que dificulten l’encaminament. Al projecte s’ha proposat un protocol d’encaminament que permet superar aquestes dificultats. Per realitzar això ha estat necessari estudiar i adquirir un coneixement profund sobre el funcionament dels protocols de xarxes DTN. Per demostrar que aquesta proposta solucionava els problemes es presenta l’anàlisi dels resultats d’aplicar el protocol a l’escenari, aquests resultats s’han obtingut amb l’eina de simulació de xarxes NS-2.

Desenvolupament d'una plataforma de simulació de rutes ciclistes (Simulbike)

L'aplicació que es pretén realitzar en aquest projecte consisteix en desenvolupar un sistema de simulació de rutes de muntanya en bicicleta.

Modelos de viento aplicados a la mejora en la predicción de incendios forestales

La predicción de incendios forestales es uno de los grandes retos de la comunidad científica debido al impacto medioambiental, humano y económico que tienen en la sociedad. El comportamiento de este fenómeno es difícil de modelar debido a la gran cantidad de variables que intervienen y la dificultad que implica su correcta medición. Los simuladores de fuego son herramientas muy útiles pero, actualmente, los resultados que obtenemos tienen un alto grado de imprecisión. Desde nuestro grupo se ha trabajado en la predicción en dos etapas, donde antes de realizar cualquier predicción, se incorpora una etapa de ajuste de los parámetros de entrada para obtener mejores predicciones. Pese a la mejora que supone este nuevo paradigma de predicción, las simulaciones sobre incendios reales tienen un alto grado de error por el efecto de las condiciones meteorológicas que, usualmente, varían de manera notable durante el transcurso de la simulación. Uno de los factores más determinantes en el comportamiento de un incendio, junto con las características del terreno, es el viento. Los modelos de predicción son extremadamente sensibles al cambio en los componentes de dirección y velocidad del viento por lo que cualquier mejora que podamos introducir para mejorar la calidad de estas componentes influye directamente en la calidad de la predicción. Nuestro sistema de predicción utiliza la dirección y velocidad del viento de forma global en todo el terreno, y lo que proponemos con este trabajo es introducir un modelo de vientos que nos permita generar vientos locales en todas las celdas en las que se divide el terreno. Este viento local dependerá del viento general y de las características del terreno de dichas celdas. Consideramos que la utilización de un viento general no es suficiente para realizar una buena predicción del comportamiento de un incendio y hemos comprobado que la inclusión de un simulador de campo de vientos en nuestro sistema puede llegar a mejorar nuestras predicciones considerablemente. Los resultados obtenidos en los experimentos sintéticos que hemos realizado nos hacen ser optimistas, puesto que consideramos que la inclusión de componentes de viento locales permitirá mejorar nuestras predicciones en incendios reales.

Estudi de les càrregues ambientals del compostatge casolà. Simulació d'un sistema de compostatge domèstic i determinació d'emissions de gasos contaminants

Aquest treball s’enfoca cap l’anàlisi de les emissions de gasos amb un potencial impacte negatiu sobre l’entorn que es poden emetre a l’atmosfera durant el compostatge casolà com són el metà i l’òxid nitrós pel seu paper de gasos d’efecte hivernacle i l’amoníac, però sense oblidar el seguiment dels paràmetres del procés en si i la determinació de la qualitat del compost produït. Durant poc més de 6 mesos s’ha simulat un sistema de compostatge casolà tal i com podria donar‐se en un domicili particular i s’ha confirmat la seva eficàcia en la reducció en pes del residu tractat així com l’obtenció d’un producte final altament estable i d’una qualitat més que acceptable. Pel que fa a les emissions de gasos, les quantitats determinades no són menyspreables. L’experiment s’ha realitzat per triplicat. Les emissions són molt erràtiques i no s’han trobat patrons clars en la seva evolució durant el procés de compostatge més enllà d’una certa correlació entre les emissions d’amoníac i la diferència de temperatures entre l’ambient i l’interior dels compostadors. Cal destacat un elevat grau de biaix en la determinació d’emissions gasoses a petita escala, com és el cas del compostatge casolà. Finalment constatar que la generació de lixiviats en el compostatge domèstic pot ser important donat el contingut en aigua de la matèria orgànica tractada a nivell casolà i el limitat accés a material estructurant sec que es té per a compensar‐les.

Creació i transmissió de coneixement als clústers empresarials: un model de simulació

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a l’Snider Entrepreneurial Research Center de la Wharton School de la University of Pennsilvanya y, EUA entre juliol i desembre del 2007. L’objectiu d’aquest projecte és estudiar la relació entre les estratègies de gestió del coneixement i les tecnologies de la informació i la comunicació (TIC) en l’evolució de les poblacions d’organitzacions i els seus efectes en els patrons industrials d’aglomeració espacial. Per a això s’adopta una aproximació fonamentada en la utilització d'un model basats en agents per a obtenir hipòtesis significatives i provables sobre l’evolució de les poblacions d’organitzacions al si de clústers geogràfics. El model de simulació incorpora les perspectives i supòsits d’un marc conceptual, l’Espai de la Informació o I-Space. Això permet una conceptualització basada en la informació de l’entorn econòmic que té en compte les seves dimensions espacials i temporals. Mitjançant els paràmetres del model es dóna la possibilitat d’assignar estratègies específiques de gestió del coneixement als diversos agents i de localitzar-los en una posició de l’espai físic. La simulació mostra com l'adopció d'estratègies diverses pel que fa a la gestió del coneixement influeix en l'evolució de les organitzacions i de la seva localització espacial, i que aquesta evolució es veu modificada pel desenvolupament de les TIC. A través de la modelització de dos casos ben coneguts de clústers geogràfics d’alta tecnologia, com són Silicon Valley a Califòrnia i la Route 128 als voltants de Boston, s’estudia la interrelació entre les estratègies de gestió del coneixement adoptades per les empreses i la seva tria de localització espacial, i també com això és afectat per l’evolució de les tecnologies de la informació i de la comunicació (TIC). Els resultats obtinguts generen una sèrie d’hipòtesis de rica potencialitat sobre l’impacte del desenvolupament de les TIC en la dinàmica d’aquests clusters geogràfics. Concretament, es troba que la estructuració del coneixement i l’aglomeració espacial co-evolucionen i que aquesta coevolució es veu significativament alterada pel desenvolupament de les TIC.