Diseño en 3D, análisis hidrodinámico y cálculo del escantillonado de una embarcación de 24 metros de eslora fabricada con materiales compuestos.

Se desarrolla el procedimiento de diseño en 3D de una embarcación de eslora menor de 24 metros y la posterior determinación de su escantillonado siguiendo las indicaciones de la norma internacional ISO 12215 para la construcción de cascos y escantillones de pequeñas embarcaciones. Se analizan también las ventajas y desventajas de la construcción del casco de un velero con fibra de vidrio y fibra natural de lino. Para llevar a cabo el diseño 3D a partir de los planos 2D de la embarcación se ha utilizado el software Rhinoceros. Los cálculos hidrostáticos, hidrodinámicos y el comportamiento en la mar se han estudiado con el programa Maxsurf, ampliamente utilizado en el sector naval.

Hydrodynamic forces on heave plates for offshore systems oscillating close to the seabed or the free surface

La energía eólica marina es uno de los recursos energéticos con mayor proyección pudiendo contribuir a reducir el consumo de combustibles fósiles y a cubrir la demanda de energía en todo el mundo. El concepto de aerogenerador marino está basado en estructuras fijas como jackets o en plataformas flotantes, ya sea una semisumergible o una TLP. Se espera que la energía eólica offshore juegue un papel importante en el perfil de producción energética de los próximos años; por tanto, las turbinas eólicas deben hacerse más fables y rentables para ser competitivas frente a otras fuentes de energía. Las estructuras flotantes pueden experimentar movimientos resonantes en estados de la mar con largos períodos de oleaje. Estos movimientos disminuyen su operatividad y pueden causar daños en los componentes eléctricos de las turbinas y en las palas, también en los risers y moorings. La respuesta de la componente vertical del movimiento puede reducirse mediante diferentes actuaciones: (1) aumentando la amortiguación del sistema, (2) manteniendo el período del movimiento vertical fuera del rango de la energía de la ola, y (3) reduciendo las fuerzas de excitación verticales. Un ejemplo típico para llevar a cabo esta reducción son las "Heave Plates". Las heave plates son placas que se utilizan en la industria offshore debido a sus características hidrodinámicas, ya que aumentan la masa añadida y la amortiguación del sistema. En un análisis hidrodinámico convencional, se considera una estructura sometida a un oleaje con determinadas características y se evalúan las cargas lineales usando la teoría potencial. El amortiguamiento viscoso, que juega un papel crucial en la respuesta en resonancia del sistema, es un dato de entrada para el análisis. La tesis se centra principalmente en la predicción del amortiguamiento viscoso y de la masa añadida de las heave plates usadas en las turbinas eólicas flotantes. En los cálculos, las fuerzas hidrodinámicas se han obtenido con el f n de estudiar cómo los coeficientes hidrodinámicos de masa añadida5 y amortiguamiento varían con el número de KC, que caracteriza la amplitud del movimiento respecto al diámetro del disco. Por otra parte, se ha investigado la influencia de la distancia media de la ‘heave plate’ a la superficie libre o al fondo del mar, sobre los coeficientes hidrodinámicos. En este proceso, un nuevo modelo que describe el trabajo realizado por la amortiguación en función de la enstrofía, es descrito en el presente documento. Este nuevo enfoque es capaz de proporcionar una correlación directa entre el desprendimiento local de vorticidad y la fuerza de amortiguación global. El análisis también incluye el estudio de los efectos de la geometría de la heave plate, y examina la sensibilidad de los coeficientes hidrodinámicos al incluir porosidad en ésta. Un diseño novedoso de una heave plate, basado en la teoría fractal, también fue analizado experimentalmente y comparado con datos experimentales obtenidos por otros autores. Para la resolución de las ecuaciones de Navier Stokes se ha usado un solver basado en el método de volúmenes finitos. El solver usa las librerías de OpenFOAM (Open source Field Operation And Manipulation), para resolver un problema multifásico e incompresible, usando la técnica VOF (volume of fluid) que permite capturar el movimiento de la superficie libre. Los resultados numéricos han sido comparados con resultados experimentales llevados a cabo en el Canal del Ensayos Hidrodinámicos (CEHINAV) de la Universidad Politécnica de Madrid y en el Canal de Experiencias Hidrodinámicas (CEHIPAR) en Madrid, al igual que con otros experimentos realizados en la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Western Australia. Los principales resultados se presentan a continuación: 1. Para pequeños valores de KC, los coeficientes hidrodinámicos de masa añadida y amortiguamiento incrementan su valor a medida que el disco se aproxima al fondo marino. Para los casos cuando el disco oscila cerca de la superficie libre, la dependencia de los coeficientes hidrodinámicos es más fuerte por la influencia del movimiento de la superficie libre. 2. Los casos analizados muestran la existencia de un valor crítico de KC, donde la tendencia de los coeficientes hidrodinámicos se ve alterada. Dicho valor crítico depende de la distancia al fondo marino o a la superficie libre. 3. El comportamiento físico del flujo, para valores de KC cercanos a su valor crítico ha sido estudiado mediante el análisis del campo de vorticidad. 4. Introducir porosidad al disco, reduce la masa añadida para los valores de KC estudiados, pero se ha encontrado que la porosidad incrementa el valor del coeficiente de amortiguamiento cuando se incrementa la amplitud del movimiento, logrando un máximo de damping para un disco con 10% de porosidad. 5. Los resultados numéricos y experimentales para los discos con faldón, muestran que usar este tipo de geometrías incrementa la masa añadida cuando se compara con el disco sólido, pero reduce considerablemente el coeficiente de amortiguamiento. 6. Un diseño novedoso de heave plate basado en la teoría fractal ha sido experimentalmente estudiado a diferentes calados y comparado con datos experimentales obtenidos por otro autores. Los resultados muestran un comportamiento incierto de los coeficientes y por tanto este diseño debería ser estudiado más a fondo. ABSTRACT Offshore wind energy is one of the promising resources which can reduce the fossil fuel energy consumption and cover worldwide energy demands. Offshore wind turbine concepts are based on either a fixed structure as a jacket or a floating offshore platform like a semisubmersible, spar or tension leg platform. Floating offshore wind turbines have the potential to be an important part of the energy production profile in the coming years. In order to accomplish this wind integration, these wind turbines need to be made more reliable and cost efficient to be competitive with other sources of energy. Floating offshore artifacts, such oil rings and wind turbines, may experience resonant heave motions in sea states with long peak periods. These heave resonances may increase the system downtime and cause damage on the system components and as well as on risers and mooring systems. The heave resonant response may be reduced by different means: (1) increasing the damping of the system, (2) keeping the natural heave period outside the range of the wave energy, and (3) reducing the heave excitation forces. A typical example to accomplish this reduction are “Heave Plates”. Heave plates are used in the offshore industry due to their hydrodynamic characteristics, i.e., increased added mass and damping. Conventional offshore hydrodynamic analysis considers a structure in waves, and evaluates the linear and nonlinear loads using potential theory. Viscous damping, which is expected to play a crucial role in the resonant response, is an empirical input to the analysis, and is not explicitly calculated. The present research has been mainly focused on the prediction of viscous damping and added mass of floating offshore wind turbine heave plates. In the calculations, the hydrodynamic forces have been measured in order to compute how the hydrodynamic coefficients of added mass1 and damping vary with the KC number, which characterises the amplitude of heave motion relative to the diameter of the disc. In addition, the influence on the hydrodynamic coefficients when the heave plate is oscillating close to the free surface or the seabed has been investigated. In this process, a new model describing the work done by damping in terms of the flow enstrophy, is described herein. This new approach is able to provide a direct correlation between the local vortex shedding processes and the global damping force. The analysis also includes the study of different edges geometry, and examines the sensitivity of the damping and added mass coefficients to the porosity of the plate. A novel porous heave plate based on fractal theory has also been proposed, tested experimentally and compared with experimental data obtained by other authors for plates with similar porosity. A numerical solver of Navier Stokes equations, based on the finite volume technique has been applied. It uses the open-source libraries of OpenFOAM (Open source Field Operation And Manipulation), to solve 2 incompressible, isothermal immiscible fluids using a VOF (volume of fluid) phase-fraction based interface capturing approach, with optional mesh motion and mesh topology changes including adaptive re-meshing. Numerical results have been compared with experiments conducted at Technical University of Madrid (CEHINAV) and CEHIPAR model basins in Madrid and with others performed at School of Mechanical Engineering in The University of Western Australia. A brief summary of main results are presented below: 1. At low KC numbers, a systematic increase in added mass and damping, corresponding to an increase in the seabed proximity, is observed. Specifically, for the cases when the heave plate is oscillating closer to the free surface, the dependence of the hydrodynamic coefficients is strongly influenced by the free surface. 2. As seen in experiments, a critical KC, where the linear trend of the hydrodynamic coefficients with KC is disrupted and that depends on the seabed or free surface distance, has been found. 3. The physical behavior of the flow around the critical KC has been explained through an analysis of the flow vorticity field. 4. The porosity of the heave plates reduces the added mass for the studied porosity at all KC numbers, but the porous heave plates are found to increase the damping coefficient with increasing amplitude of oscillation, achieving a maximum damping coefficient for the heave plate with 10% porosity in the entire KC range. 5. Another concept taken into account in this work has been the heave plates with flaps. Numerical and experimental results show that using discs with flaps will increase added mass when compared to the plain plate but may also significantly reduce damping. 6. A novel heave plate design based on fractal theory has tested experimentally for different submergences and compared with experimental data obtained by other authors for porous plates. Results show an unclear behavior in the coefficients and should be studied further. Future work is necessary in order to address a series of open questions focusing on 3D effects, optimization of the heave plates shapes, etc.

Discrete linear stability and sensitivity analysis of fluid flows

Este trabajo presenta un método discreto para el cálculo de estabilidad hidrodinámica y análisis de sensibilidad a perturbaciones externas para ecuaciones diferenciales y en particular para las ecuaciones de Navier-Stokes compressible. Se utiliza una aproximación con variable compleja para obtener una precisión analítica en la evaluación de la matriz Jacobiana. Además, mapas de sensibilidad para la sensibilidad a las modificaciones del flujo de base y a una fuerza constante permiten identificar las regiones del campo fluido donde una modificacin (ej. fuerza puntual) tiene un efecto estabilizador del flujo. Se presentan cuatro casos de prueba: (1) un caso analítico para comprobar la derivación discreta, (2) una cavidad cerrada a bajo Reynolds para mostrar la mayor precisión en el cálculo de los valores propios con la aproximación de paso complejo, (3) flujo 2D en un cilindro circular para validar la metodología, y (4) flujo en un cavidad abierta, presentado para validar el método en casos de inestabilidades convectivamente inestables. Los tres últimos casos mencionados (2-4) se resolvieron con las ecuaciones de Navier-Stokes compresibles, utilizando un método Discontinuous Galerkin Spectral Element Method. Se obtuvo una buena concordancia para el caso de validación (3), cuando se comparó el nuevo método con resultados de la literatura. Además, este trabajo muestra que para el cálculo de los modos propios directos y adjuntos, así como para los mapas de sensibilidad, el uso de variables complejas es de suprema importancia para obtener una predicción precisa. El método descrito es aplicado al análisis para la estabilización de la estela generada por un disco actuador, que representa un modelo sencillo para hélices, rotores de helicópteros o turbinas eólicas. Se explora la primera bifurcación del flujo para un disco actuador, y se sugiere que está asociada a una inestabilidad de tipo Kelvin-Helmholtz, cuya estabilidad se controla con en el número de Reynolds y en la resistencia del disco actuador (o fuerza resistente). En primer lugar, se verifica que la disminución de la resistencia del disco tiene un efecto estabilizador parecido a una disminución del Reynolds. En segundo lugar, el análisis hidrodinmico discreto identifica dos regiones para la colocación de una fuerza puntual que controle las inestabilidades, una cerca del disco y otra en una zona aguas abajo. En tercer lugar, se muestra que la inclusión de un forzamiento localizado cerca del actuador produce una estabilización más eficiente que al forzar aguas abajo. El análisis de los campos de flujo controlados confirma que modificando el gradiente de velocidad cerca del actuador es más eficiente para estabilizar la estela. Estos resultados podrían proporcionar nuevas directrices para la estabilización de la estela de turbinas de viento o de marea cuando estén instaladas en un parque eólico y minimizar las interacciones no estacionarias entre turbinas. ABSTRACT A discrete framework for computing the global stability and sensitivity analysis to external perturbations for any set of partial differential equations is presented. In particular, a complex-step approximation is used to achieve near analytical accuracy for the evaluation of the Jacobian matrix. Sensitivity maps for the sensitivity to base flow modifications and to a steady force are computed to identify regions of the flow field where an input could have a stabilising effect. Four test cases are presented: (1) an analytical test case to prove the theory of the discrete framework, (2) a lid-driven cavity at low Reynolds case to show the improved accuracy in the calculation of the eigenvalues when using the complex-step approximation, (3) the 2D flow past a circular cylinder at just below the critical Reynolds number is used to validate the methodology, and finally, (4) the flow past an open cavity is presented to give an example of the discrete method applied to a convectively unstable case. The latter three (2–4) of the aforementioned cases were solved with the 2D compressible Navier–Stokes equations using a Discontinuous Galerkin Spectral Element Method. Good agreement was obtained for the validation test case, (3), with appropriate results in the literature. Furthermore, it is shown that for the calculation of the direct and adjoint eigenmodes and their sensitivity maps to external perturbations, the use of complex variables is paramount for obtaining an accurate prediction. An analysis for stabilising the wake past an actuator disc, which represents a simple model for propellers, helicopter rotors or wind turbines is also presented. We explore the first flow bifurcation for an actuator disc and it suggests that it is associated to a Kelvin- Helmholtz type instability whose stability relies on the Reynolds number and the flow resistance applied through the disc (or actuator forcing). First, we report that decreasing the disc resistance has a similar stabilising effect to an decrease in the Reynolds number. Second, a discrete sensitivity analysis identifies two regions for suitable placement of flow control forcing, one close to the disc and one far downstream where the instability originates. Third, we show that adding a localised forcing close to the actuator provides more stabilisation that forcing far downstream. The analysis of the controlled flow fields, confirms that modifying the velocity gradient close to the actuator is more efficient to stabilise the wake than controlling the sheared flow far downstream. An interesting application of these results is to provide guidelines for stabilising the wake of wind or tidal turbines when placed in an energy farm to minimise unsteady interactions.

Perfil de playas sustentadas : estudio hidrodinámico y experimental : directrices de diseño

Las playas sustentadas por medio de un pie sumergido son una atractiva alternativa de diseño de regeneración de playas especialmente cuando las condiciones física del emplazamiento o las características de la arena nativa y de préstamo producen perfiles de alimentación que no se intersectan. La observación y propuesta de este tipo de solución data de los años 1960’s, así como la experiencia internacional en la construcción de este tipo de playas. Sin embargo, a pesar de su utilización y los estudios en campo y laboratorio, no se dispone de criterios ingenieriles que apoyen el diseño de las mismas. Esta tesis consiste en un análisis experimental del perfil de playas sustentadas en un pie sumergido (o colgadas) que se concreta en una propuesta de directrices de diseño general que permiten estimar la ubicación y características geométricas del pie sumergido frente a un oleaje y material que constituye la playa determinados. En la tesis se describe el experimento bidimensional realizado en el modelo físico de fondo móvil, donde se combinan cinco tipos de oleaje con tres configuraciones del pie sumergido (“Sin estructura”, configuración baja o “Estructura 1” y configuración alta o “Estructura 2”), se presentan los resultados obtenidos y se realiza una discusión detallada de las implicaciones de los resultados desde el punto de vista hidrodinámico utilizando monomios adimensionales. Se ha realizado un análisis detallado del estado del arte sobre playas colgadas, presentando el concepto y las experiencias de realizaciones en distintos países. Se ha realizado una cuidadosa revisión de la literatura publicada sobre estudios experimentales de playas colgadas, modelos teóricos y otras cuestiones auxiliares, necesarias para la formulación de la metodología de la tesis. El estudio realizado se ha estructurado en dos fases. En la primera fase se ha realizado una experimentación en un modelo físico de fondo móvil construido en las instalaciones del Centro de Estudios de Puertos y Costas (CEPYC) del Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX), consistente en un canal de 36 m de longitud, 3 m de anchura y 1.5 m de altura, provisto de un generador de oleaje de tipo pistón. Se ha diseñado una campaña de 15 ensayos, que se obtienen sometiendo a cinco tipos de oleaje tres configuraciones distintas de playa colgada. En los ensayos se ha medido el perfil de playa en distintos instantes hasta llegar al equilibrio, determinando a partir de esos datos el retroceso de la línea de costa y el volumen de sedimentos perdido. El tiempo total efectivo de ensayo asciende a casi 650 horas, y el número de perfiles de evolución de playa obtenidos totaliza 229. En la segunda fase se ha abordado el análisis de los resultados obtenidos con la finalidad de comprender el fenómeno, identificar las variables de las que depende y proponer unas directrices ingenieriles de diseño. Se ha estudiado el efecto de la altura de ola, del periodo del oleaje, del francobordo adimensional y del parámetro de Dean, constatándose la dificultad de comprensión del funcionamiento de estas obras ya que pueden ser beneficiosas, perjudiciales o inocuas según los casos. También se ha estudiado la respuesta del perfil de playa en función de otros monomios adimensionales, tales como el número de Reynolds o el de Froude. En el análisis se ha elegido el monomio “plunger” como el más significativo, encontrando relaciones de éste con el peralte de oleaje, la anchura de coronación adimensional, la altura del pie de playa adimensional y el parámetro de Dean. Finalmente, se propone un método de diseño de cuatro pasos que permite realizar un primer encaje del diseño funcional de la playa sustentada frente a un oleaje de características determinadas. Las contribuciones más significativas desde el punto de vista científico son: - La obtención del juego de resultados experimentales. - La caracterización del comportamiento de las playas sustentadas. - Las relaciones propuestas entre el monomio plunger y las distintas variables explicativas seleccionadas, que permiten predecir el comportamiento de la obra. - El método de diseño propuesto, en cuatro pasos, para este tipo de esquemas de defensa de costas. Perched beaches are an attractive beach nourishment design alternative especially when either the site conditions or the characteristics of both the native and the borrow sand lead to a non-intersecting profile The observation and suggestion of the use of this type of coastal defence scheme dates back to the 1960’s, as well as the international experience in the construction of this type of beaches. However, in spite of its use and the field and laboratory studies performed to-date, no design engineering guidance is available to support its design. This dissertation is based on the experimental work performed on a movable bed physical model and the use of dimensionless parameters in analyzing the results to provide general functional design guidance that allow the designer, at a particular stretch of coast - to estimate the location and geometric characteristics of the submerged sill as well as to estimate the suitable sand size to be used in the nourishment. This dissertation consists on an experimental analysis of perched beaches by means of a submerged sill, leading to the proposal of general design guidance that allows to estimate the location and geometric characteristics of the submerged sill when facing a wave condition and for a given beach material. The experimental work performed on a bi-dimensional movable bed physical model, where five types of wave conditions are combined with three configurations of the submerged sill (“No structure”, low structure or “Structure 1”, and high structure or “Structure 2”) is described, results are presented, and a detailed discussion of the results - from the hydrodynamic point of view – of the implications of the results by using dimensionless parameters is carried out. A detailed state of the art analysis about perched beaches has been performed, presenting the “perched beach concept” and the case studies of different countries. Besides, a careful revision of the literature about experimental studies on perched beaches, theoretical models, and other topics deemed necessary to formulate the methodology of this work has been completed. The study has been divided into two phases. Within the first phase, experiments on a movable-bed physical model have been developed. The physical model has been built in the Centro de Estudios de Puertos y Costas (CEPYC) facilities, Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX). The wave flume is 36 m long, 3 m wide and 1.5 m high, and has a piston-type regular wave generator available. The test plan consisted of 15 tests resulting from five wave conditions attacking three different configurations of the perched beach. During the development of the tests, the beach profile has been surveyed at different intervals until equilibrium has been reached according to these measurements. Retreat of the shoreline and relative loss of sediment in volume have been obtained from the measurements. The total effective test time reaches nearly 650 hours, whereas the total number of beach evolution profiles measured amounts to 229. On the second phase, attention is focused on the analysis of results with the aim of understanding the phenomenon, identifying the governing variables and proposing engineering design guidelines. The effect of the wave height, the wave period, the dimensionless freeboard and of the Dean parameter have been analyzed. It has been pointed out the difficulty in understanding the way perched beaches work since they turned out to be beneficial, neutral or harmful according to wave conditions and structure configuration. Besides, the beach profile response as a function of other dimensionless parameters, such as Reynolds number or Froude number, has been studied. In this analysis, the “plunger” parameter has been selected as the most representative, and relationships between the plunger parameter and the wave steepness, the dimensionless crest width, the dimensionless crest height, and the Dean parameter have been identified. Finally, an engineering 4-step design method has been proposed, that allows for the preliminary functional design of the perched beach for a given wave condition. The most relevant contributions from the scientific point of view have been: - The acquisition of a consistent set of experimental results. - The characterization of the behavior of perched beaches. - The proposed relationships between the plunger parameter and the different explanatory variables selected, that allow for the prediction of the beach behavior. - The proposed design method, four-step method, for this type of coastal defense schemes.

Estudio de una metodología de software para la predicción y análisis del balance paramétrico de buques para su aplicación en los criterios de estabilidad de segunda generación

El objetivo de ésta tesis es estudiar cómo desarrollar una aplicación informática que implemente algoritmos numéricos de evaluación de características hidrodinámicas de modelos geométricos representativos de carenas de buques. Se trata de especificar los requisitos necesarios que debe cumplir un programa para informático orientado a dar solución a un determinado problema hidródinámico, como es simular el comportamiento en balance de un buque sometido a oleaje, de popa o proa. una vez especificada la aplicación se realizará un diseño del programa; se estudiarán alternativas para implementar la aplicación; se explicará el proceso que ha de seguirse para obtener la aplicación en funcionamiento y se contrastarán los resultados obtenidos en la medida que sea posible. Se pretende sistematizar y sintetizar todo el proceso de desarrollo de software, orientado a la simulación del comportamiento hidrodinámico de un buque, en una metodología que se pondrá a disposición de la comunidad académica y científica en la forma que se considere más adecuada. Se trata, por tanto, de proponer una metodología de desarrollo de software para obetener una aplicación que facilite la evaluación de diferentes alternativas de estudio variando parámetros relativos al problema en estudio y que sea capaz de proporcionar resultados para su análisis. Así mismo se incide en cómo ha de conducirse en el proceso para que dicha aplicación pueda crecer, incorporando soluciones existentes no implementadas o nuevas soluciones que aparezcan en este ámbito de conocimiento. Como aplicación concreta de la aplicación se ha elegido implementar los algoritmos necesarios para evaluar la aparición del balance paramétrico en un buque. En el análisis de éste problema se considera de interés la representación geométrica que se hace de la carena del buque. Además de la carena aparecen otros elementos que tienen influencia determinante en éste estudio, como son las situación de mar y las situaciones de carga. Idealmente, el problema sería resuelto si se consiguiera determinar el ángulo de balance que se produce al enfrentar un buque a las diferentes condiciones de mar. Se pretende preparar un programa utilizando el paradigma de la orientación a objetos. Considero que es la más adecuada forma de modularizar el programa para poder utilizar diferentes modelos de una misma carena y así comparar los resultados de la evaluación del balance paramétrico entre sí. En una etapa posterior se podrían comparar los resultados con otros obtenidos empíricamente. Hablo de una nueva metodología porque pretendo indicar cómo se ha de construir una aplicación de software que sea usable y sobre la que se pueda seguir desarrollando. Esto justifica la selección del lenguaje de programación C++. Se seleccionará un núcleo geométrico de software que permita acoplar de forma versátil los distintos componentes de software que van a construir el programa. Este trabajo pretende aplicar el desarrollo de software a un aspecto concreto del área de conocimiento de la hidrodinámica. No se pretende aportar nuevos algoritmos para resolver problemas de hidrodinámica, sino diseñar un conjunto de objetos de software que implementen soluciones existentes a conocidas soluciones numéricas a dichos problemas. Se trata fundamentalmente de un trabajo de software, más que de hidrodinámica. Lo que aporta de novedad es una nueva forma de realizar un programa aplicado a los cálculos hidrodinámicos relativos a la determinación del balance paramétrico, que pueda crecer e incorporar cualquier novedad que pueda surgir más adelante. Esto será posible por la programación modular utilizada y los objetos que representan cada uno de los elementos que intervienen en la determinación del balance paramétrico. La elección de aplicar la metodología a la predicción del balance paramétrico se debe a que este concepto es uno de los elementos que intervienen en la evaluación de criterios de estabilidad de segunda generación que estan en estudio para su futura aplicación en el ámbito de la construcción naval. Es por tanto un estudio que despierta interés por su próxima utilidad. ABSTRACT The aim of this thesis is to study how to develop a computer application implementing numerical algorithms to assess hydrodynamic features of geometrical models of vessels. It is therefore to propose a methodology for software development applied to an hydrodynamic problem, in order to evaluate different study alternatives by varying different parameters related to the problem and to be capable of providing results for analysis. As a concrete application of the program it has been chosen to implement the algorithms necessary for evaluating the appearance of parametric rolling in a vessel. In the analysis of this problem it is considered of interest the geometrical representation of the hull of the ship and other elements which have decisive influence in this phenomena, such as the sea situation and the loading condition. Ideally, the application would determine the roll angle that occurs when a ship is on waves of different characteristics. It aims to prepare a program by using the paradigm of object oriented programming. I think it is the best methodology to modularize the program. My intention is to show how face the global process of developing an application from the initial specification until the final release of the program. The process will keep in mind the spefici objetives of usability and the possibility of growing in the scope of the software. This work intends to apply software development to a particular aspect the area of knowledge of hydrodynamics. It is not intended to provide new algorithms for solving problems of hydrodynamics, but designing a set of software objects that implement existing solutions to these problems. This is essentially a job software rather than hydrodynamic. The novelty of this thesis stands in this work focuses in describing how to apply the whole proccess of software engineering to hydrodinamics problems. The choice of the prediction of parametric balance as the main objetive to be applied to is because this concept is one of the elements involved in the evaluation of the intact stability criteria of second generation. Therefore, I consider this study as relevant usefull for the future application in the field of shipbuilding.

ESTUDIO HIDROGEOMORFOLÓGICO Y ANÁLISIS SEDIMENTOLÓGICO DE LA SECCIÓN ALTA DE LA CUENCA DEL RÍO ARANJUEZ

Se presenta un estudio sobre la dinámica hidrogeomorfológica asociada a la producción y movilidad de sedimentos en la sección de cuenca alta del río Aranjuez y su relación con el sitio de represamiento del Proyecto Hidroeléctrico El Encanto, implementado por la Compañía Nacional de Fuerza y Luz.   Se incluye el conjunto de información generada que permitió identificar el comportamiento hidrodinámico de la sección de cuenca alta del río Aranjuez y además la información geomorfológica requerida y plasmada en la elaboración del mapa Hidrogeomorfológico. Partiendo de la concepción geográfica, se posibilitó la confrontación de los atributos naturales de la cuenca en general, que permiten orientar algunas afirmaciones en el ámbito de la hidrodinámica en una relación significativa con el proceso de intervención y uso de la tierra. La consulta de información generada en torno al proyecto de generación eléctrica, permite extraer aspectos relacionados con la dinámica hidrogeomorfológica y su vinculación al proceso de investigación. El esquema metodológico de este estudio, previó un abordaje en terreno que generó obtener información primaria de caudales y sedimentos en suspensión, medición de depósitos en tránsito, estableciendo los respectivos análisis relacionales afines al período de medición.

Análisis de la preposición hacia y establecimiento de sus equivalentes en finés

Title of the Master's thesis: Análisis de la preposición hacia y establecimiento de sus equivalentes en finés (trans. Analysis of the Spanish preposition hacia and the finding of its equivalents in Finnish) Abstracts: The aim of this Master thesis is to provide a detailed analysis of the Spanish preposition hacia from a cognitive perspective and to establish its equivalents in Finnish language. In this sense, my purpose is to demonstrate the suitability of both cognitive perspectives and Contrastive Linguistics for semantic analysis. This thesis is divided into five chapters. The first chapter includes a presentation and a critical review of the monolingual lexical processing and semantic analysis of the Spanish preposition hacia in major reference works. Through this chapter it is possible to see both the inadequacies and omissions that are present in all the given definitions. In this sense, this chapter shows that these problems are not but the upper stage of an ontological (and therefore methodological) problem in the treatment of prepositions. The second chapter covers the presentation of the methodological and theoretical perspective adopted for this thesis for the monolingual analysis and definition of the Spanish preposition hacia, following mainly the guidelines established by G. Lakoff (1987) and R. Langacker (2008) in his Cognitive grammar. Taken together, and within the same paradigm, recent analytical and methodological contributions are discussed critically for the treatment of polysemy in language (cf. Tyler ja Evans 2003). In the third chapter, and in accordance with the requirements regarding the use of empirical data from corpora, is my aim to set out a monolingual original analysis of the Spanish preposition hacia in observance of the principles and the methodology spelled out in the second chapter. The main objective of this chapter is to build a full fledged semantic representation of the polysemy of this preposition in order to understand and articulate its meanings with Finnish language (and other possible languages). The fourth chapter, in accordance with the results of chapter 3, examines and describes and establishes the corresponding equivalents in Finnish for this preposition. The results obtained in this chapter are also contrasted with the current bilingual lexicographical definitions found in the most important dictionaries and grammars. Finally, in the fifth chapter of this thesis, the results of this work are discussed critically. In this way, some observations are given regarding both the ontological and theoretical assumptions as well regarding the methodological perspective adopted. I also present some notes for the construction of a general methodology for the semantic analysis of Spanish prepositions to be carried out in further investigations. El objetivo de este trabajo, que caracterizamos como una tarea de carácter comparativo-analítico, es brindar un análisis detallado de la preposición castellana hacia desde una perspectiva cognitiva en tanto y a través del establecimiento de sus equivalentes en finés. Se procura, de esta forma, demostrar la adecuación de una perspectiva cognitiva tanto para el examen como para el establecimiento y articulación de la serie de equivalentes que una partícula, en nuestro caso una preposición, encuentra en otra lengua. De esta forma, y frente a definiciones canónicas que advierten sobre la imposibilidad de una caracterización acabada del conjunto de usos de una preposición, se observa como posible, a través de la aplicación de una metodología teórica-analítica adecuada, la construcción de una definición viable tanto en un nivel jerárquico como descriptivo. La presente tesis se encuentra dividida en cinco capítulos. El primer capítulo comprende una exposición y revisión critica del tratamiento monolingüe lexicográfico y analítico que la preposición hacia ha recibido en las principales obras de referencia, donde se observa que las inadecuaciones y omisiones presentes en la totalidad de las definiciones analizadas representan tan sólo el estadio superior de una problemática de carácter ontológico y, por tanto, metodológico, en el tratamiento de las preposiciones. El capítulo segundo comprende la presentación de la perspectiva teórica metodológica adoptada en esta tesis para el análisis y definición monolingüe de la preposición hacia, teniendo por líneas directrices las propuestas realizadas por G. Lakoff , así como a los fundamentos establecidos por R. Langacker en su propuesta cognitiva para una nueva gramática. En forma conjunta y complementaria, y dentro del mismo paradigma, empleamos, discutimos críticamente y desarrollamos diferentes aportes analítico-metodológicos para el tratamiento de la polisemia en unidades lingüísticas locativas. En el capítulo tercero, y en acuerdo con las exigencias respecto a la utilización de datos empíricos obtenidos a partir de corpus textuales, se expone un análisis original monolingüe de la preposición hacia en observancia de los principios y la metodología explicitada en el capítulo segundo, teniendo por principal objetivo la construcción de una representación semántica de la polisemia de la preposición que comprenda y articule los sentidos prototípicos para ésta especificados. El capítulo cuarto, y en acuerdo con los resultados de nuestro análisis monolingual de la preposición, se examinan, describen y establecen los equivalentes correspondientes en finés para hacia; asimismo, se contrastan en este capítulo los resultados obtenidos con las definiciones lexicográficas bilingües vigentes. Se recogen en el último y quinto capítulo de esta tesis algunas observaciones tanto respecto a los postulados ontológicos y teórico-metodológicos de la perspectiva adoptada, así como algunas notas para la construcción de una metodología general para el análisis semántico preposicional.

¿Feminismo indígena? : Un análisis crítico del discurso sobre los textos de la mujer en el movimiento zapatista 1994-2009

This work analyses texts on indigenous women´s participation in the Mexican Zapatista Army, Ejército Zapatista de Liberación Nacional. The EZLN came to public attention after ten years of clandestine organization in 1994 in Chiapas, a southern state of Mexico neighboring Guatemala. Along the invasion of various municipalities in Chiapas, the Zapatista Army published their own Revolutionary Laws, directed to the Mexican government that included a section on women´s own laws. The indigenous women´s participation in a guerrilla movement in the economically poorest area of Mexico raised many questions among Mexican feminists and some of them fiercely criticized the laws for not being liberating or feminist at all. The question is, did the indigenous women want the laws to be feminist? To answer the main research question How is the position of women constructed in the Zapatista discourse? I analyze texts by various actors in the discourse within the theoretical framework of critical discourse analysis and the feminist theories of intersectionality. The connecting point in this interdisciplinary framework is the question of power and hegemony. The actors in the discourse are the women commanders themselves, the men commanders, the Zapatista spokesperson, subcomandante Marcos and the Mexican feminists. The texts analyzed are the letters of the EZLN to the media and discourses in public reunions, first published in Mexican newspapers and international discussion lists on the Internet and after 2005, on the Zapatista´s own webpage. The results show that instead of discussing whether the Zapatista women´s participation is feminist or not, the action itself provoked such wide discussion of the diversity within the feminist movement that it is a contribution itself. The work also shows that the use of language can be one tool in the quite recent paradigm of intersectionality in feminist theories.

Análisis espacial y multitemporal de la cobertura y uso del suelo con base en imágenes de satélites en la subcuenca Río Dipilto, Nueva Segovia, Nicaragua (1993, 2000, 2011)

La cuantificación del cambio de uso del suelo presenta aún altos niveles de incertidumbre, lo que repercute por ejemplo en la estimación de las emisiones de CO 2 . En este estudio se desarrollaron métodos, basados en imágenes de satélite y trabajo de campo, para estimar la tasa de cambio de la cobertura y uso del suelo, y las emisiones de CO 2 en la subcuenca río Dipilto, Nueva Segovia. La superficie de los tipos de vegetación se determinó con imágenes Landsat. Se utilizaron datos de carbono de nueve parcelas de muestreo en bosque de pino que fueron correlacionadas, para establecer un modelo de regresión lineal con el objetivo de estimar el Stock de Carbono. La sobreposición y algebra de mapas se utilizó para el escenario de emisiones de CO 2 . El análisis con imágenes de los años 1993, 2000 y 2011 reveló que durante es tos 18 años la velocidad a la que se perdieron los bosques latifoliados cerrado fue variable. Durante los primeros 7 años (1993 a 2000) se registró un aumento de 99.95 ha , que corresponde a una tasa de deforestación de - 1.45 % anual. Durante los últimos once años (2000 a 2011) esta cantidad cambió totalmente, ya que se eliminaron 331.76 h a , que corresponde a una tasa de deforestación anual de 3.41 %. Finalmente considerando el periodo de análisis, se transformaron más de 232.01 h a por año, correspondiente a u na tasa de deforestación anual de 1.55 %. La imagen de 2011 demostró que las reservas o Stock de C oscila entre 40 - 150 t/ha. Este intervalo de valores fue estimado por un modelo de regresión con razonable ajuste (R2 = 0.73 ), cuyas variables independientes fueron la reflectancia de las distintas bandas como índices de vegetación e infrarrojo cercano. Las pérdidas de C se estimaron en intervalos 1 - 191 t/h a en 20.76% del área. El 32.85% del área se mantuvo estable y 46.39% ganancias de 1 - 210 t/ha. La combinación de imágenes de resolución espacial media como son las de la serie Landsat para definir trayectorias de cambio de la cobertura del suelo, es una opción viable para la solución de interrogantes relacionadas con el cambio climático, tales como la estimación de las emisiones de CO 2 derivadas del cambio de uso del suelo.

Análisis de la contribución de los sistemas silvopastoriles a la conservación de la flora y fauna en tres comunidades de la reserva de biósfera Bosawás

El estudio se realizó en tres comunidades del Territorio Miskitu Indian Tasbaika Kum, Reserva de Biósfera BOSAWAS (Shiminka, Boca de Plis y Esperanza), para describir la interacción entre especies de flora y avifauna y su influencia en la conservación de estas especies en las áreas de pastoreo, a partir de tres criterios: 1) cuantificar flora y avifauna, 2) prácticas de manejo tradicional, 3) estimar beneficios económico generado por sistemas de pastoreo. Se establecieron tres puntos de conteo dentro de transeptos para avifauna, se estableció parcelas para muestreo de la vegetación en cada comunidad, se seleccionó una comunidad beneficiada por subproyectos del Proyecto Corazón (MARENA) y dos áreas clasificadas como bosque secundario. Para evaluar el beneficio económi co se aplicó entrevistas abiertas y estructuradas dirigida a propietarios de ganado, para documentar los principales beneficios tangibles e intangibles que la población obtiene de estos agrosistemas. El análisis de resultados se determinó en base a índices de diversidad, dominancia, equidad y similitud; tomando en cuenta la riqueza, abundancia y densidad de especies. Se encontró que para flora Shiminka obtuvo los mayores valores de dominancia lo que indica que se encuentran especies de mayor importancia, Esperanza tiene mayor equidad y diversidad, en Shiminka y Esperanza se necesitan mayores estudios, el análisis de Clúster arrojó que aunque existe alguna concordancia entre Boca de Plis y Shiminka, las tres difieren entre sí y el mismo resultado se encontró para la avifauna; y para fauna mayor equidad en Shiminka y Esperanza, mientras la más diversa resultó Esperanza. La similitud establece que Boca de Plis y Esperanza necesitan mayor intensidad de muestreo.

Análisis de los sistemas de producción agropecuarios de Masaya

El presente documento de trabajo forma parte de las investigaciones en Sistemas de Producción Agropecuarios, impulsados por la Universidad Centroamericana (U.C.A.), a través del Departamento de Desarrollo Agraria. La metodología de trabajo utilizado fue basada en el Análisis del Sistema Agrario. Es decir, se realizó una zonificación agrosocioeconómica en .la cual se tomaron en cuenta !os aspectos edafoclímáticos, socioeconómicos y agronómicos, producto de esto se encontraron cinco zonas, que son: - Zona reformada. - Zona de latifundio. - Zona de minifundio. - Zona de abanico de campesinos con parcelas de cultivos anuales y perennes. -Zona de pequeño capitalismo intensivo en fuerza de trabajo y capital. Se realizó la tipología de productores encontrándose cuatro tipos que son: -Los minifundistas. - Los pequeños campesinos. - Los capitalistas agrarios. -Los beneficiados por reforma agraria. La diferencia entre los cuatro tipos de productores evidenciados es en particular los niveles de ingresos neto por hombre superficie, superficie por trabajador, su integración al mercado,, fuerza de trabajo disponible y las modificaciones y consecuencias en los sistemas de producción a partir del ajuste económico realizado en nuestro país, en el año 1988. Los resultados evidencian que los productores con lógica campesina son .los que obtienen los mayores ingreso neto por manzana ($500 a $1500) y los que permiten el pleno empleo de la fuerza de trabajo y le tierra. Así mismos, son los que más se adaptan a los cambios en el entorno socioeconómico.

Análisis económico de tres fincas de producción bovina de doble propósito explotadas de forma intensiva y extensiva durante el período 1992-1993

El objetivo principal del estudio fue conocer el comportamiento económico de tres fincas ganaderas de Doble Propósito; dos de ellas, ubicadas en el municipio de "Muy Muy" y explotadas de forma extensiva (fincas 1 y 2) y una tercera en el municipio de Tipitapa explotada de forma intensiva (3). La. base principal de este trabajo la constituyó la información proporcionada por loa productores, la que fue recolectada a través de un diagnóstico estático y un dinámico por el periodo de un año, la mayor parte de esta era de carácter económico, dándole prioridad a los gastos e ingresos incurridos en el periodo, además, se consideró algunas actividades de manejo practicado en ella. Se determinaron algunos índices productivos, la inversión inicial en medios fijos, los gastos por componentes, los ingresos y la rentabilidad entre otras. Los resultados indican que las fincas ubicadas en la zona de Tipitapa presentan ventajas comparativas en cuanto a la calidad de los suelos, facilidad de tecnificación, acceso al mercado, adquisición de insumos a más bajos precios Etc., dentro de las fincas evaluadas la tierra represento la mayor inversión de capital en medios fijos (53.58%), para las fincas de "Muy Muy" y 38% para la finca tres. Los mayores gastos correspondieron al componente mano de obra en las tres fincas, mientras que lo efectuado en alimentación en la finca uno y dos (10%) reflejan la baja suplementación en relación a la finca tres (40%) el que constituyó en esta un gasto constante. Respecto a los costos fijos y variables, la finca uno fue la que presentó los costos fijos más altos (76.29%); y la finca tres los costos variables (39.50%). El costo de producción de un litro de leche resultó superior al precio de venta del mismo en las tres fincas, al considerar dentro de los costos el interés de capital (Método A), el precio de venta fue C$1.25, C$1.15 y C$1,50 y el costo de producción de C$1.44, C$1.16 y C$1. 72. Al excluir dicho interés (Método B) el costo de producción fue de C$1.09, C$0.86 y C$1.42. Los mayores ingresos fueron aportados por el subsistema leche en las tres fincas, por concepto de venta de leche fluida y animales propios de esta actividad (85.40%, 98.12% y 67.24%). Al establecer relación entre los ingresos totales, costos totales y la inversión se encontró que las fincas 1 y 3 operaron con pérdidas determinándose entonces que las actividades no fueron rentables (-7.283%) y (-12.663%) durante este período, mientras que la finca 2 presentó una rentabilidad de (4.4%). Se identificaron algunas limitantes que al final repercuten en la actividad económica de las fincas sobresaliendo entre otros: Los bajos precios por la venta de los productos, los altos costos de los insumos, falta de conservación de pastos en la época seca, asistencia técnica irregular, la no utilización de registros, entre otras. Sólo con el incremento del volumen de la producción y superando la mayoría de las limitantes es que se logrará que las fincas amplíen sus beneficios, cubran sus costos y logren operar sin pérdidas.

Análisis económico de la producción de frijol común (Phaseolus vulgaris L.) bajo tres sistemas de labranza (cero, mínima y convencional) y la rotación Maíz-Frijol

Este estudio fue realizado en la estación experimental "La Compañía", ubicada en el municipio de San Marcos, departamento de Carazo (IV región de Nicaragua). Los objetivos que se evaluaron fueron: (1) determinar cuál de los tres sistemas de labranza (Cero, mínima y convencional) es económicamente más rentable dentro de cada uno de los cultivos (frijol y maíz) y épocas (primera y postrera). (2) determinar cuál de los sistemas de labranza es más rentable dado el efecto de la rotación (maíz-frijol y frijol-frijol) • El experimento fue establecido en la época de primera (mayo-junio) y la de postrera (septiembre-diciembre). El experimento se organizó en un diseño de Bloque Completo al Azar (BCA) en arreglo de parcelas divididas con tres tratamientos y cuatro repeticiones. Se tomaron datos sobre los costos agrícolas de cada uno de los tratamientos y sus respectivos rendimientos. Se analizaron mediante el análisis de presupuestos parciales incluyendo el análisis de retorno mínimo y sensibilidad de los precios del producto final. El análisis económico mostró que en la época de primera en el cultivo de maíz y en la época de postrera bajo cualquier de los dos cultivos la labranza mínima resultó ser el mejor sistema. Mientras tanto, en la época de primera en el cultivo de frijol el tratamiento recomendado fue la labranza cero.

Determinación del tamaño mínimo de muestras de café para análisis nematológico

Con el objetivo de lograr un tamaño adecuado de muestras, que con cierto grado de precisión nos permita hacer una estimación de la densidad de nematodos, se realizó un muestreo en las fincas, La Breña, ubicada en Jinotepe, María Auxiliadora y El Porvenir, ubicadas en San Marcos (IV región de Nicaragua). El objetivo principal del estudio fue determinar en el cultivo del café un tamaño mínimo de muestras para análisis hematológico que permita obtener mayor precisión en la estimación de sus densidades y a la vez resulte menos costos para el productor en la toma de decisiones para el manejo de nematodos en plantaciones de café establecidas. En cada finca se seleccionó una hectárea tomando 25 plantas al azar, en cada planta se muestrearon 4 sitios y en cada sitio se muestrearon 2 profundidades (15 y 30 cm), totalizando 8 muestras por planta. Los géneros estudiados son: Meloídogyne sp, Pratylencbus sp y Rotylencbulus sp. Los resultados muestran que la situación actual de la población de nematodos se encuentra agregada en las fincas, María Auxiliadora y El Porvenir y uniforme en el caso de la Breña. Se determinó que aceptando un 20% de error se hace necesario muestrear 10 plantas (100 grs de raíz), dos sitios por planta, a una profundidad de 15 cms y las muestras se deben tomar a 15 cm de la base del tallo.

Efecto de diferentes niveles y fraccionamientos de nitrógeno, sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo del ajonjoli (Sesamum indicum L.) variedad mejicana y análisis económico de los tratamientos

El presente trabajo se planificó con la finalidad de determinar el efecto de diferentes niveles (0. 65, 130 y 195 kg/ha) y fraccionamiento (100% a los 20 dds; 50% a los 20 dds y 50% a los 35 dds; 50% a los 20 dds y 50% a los 45 dds y 100% a los 45 dds) de urea 46% de N sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo del ajonjolí (Sesamum indicum L.) variedad Mejicana y análisis económicos de los tratamientos, bajo las condiciones ecológicas de la Hacienda Las Mercedes. El ensayo se estableció en la siembra de primera de 1997 (10 de Junio al 10 de Septiembre), se utilizó un diseño en bloques completos al azar con arreglos en parcelas divididas, estableciéndose cuatro repeticiones. Los resultados estadísticos mostraron efecto real de los niveles del Factor A (dosis) en las variables número de capsulas por planta y rendimiento de grano; para el Factor B (fraccionamiento) no se encontró diferencias estadísticas entre las variables evaluadas y para el efecto de la interacción de los factores solamente las variables altura de planta, numero de hojas por planta, numero de capsulas por planta y rendimiento de grano resultaron ser significativamente diferentes. La mejor dosis fue la de 195 kg de urea 46% DE n /ha y el mejor momento de aplicación fue cuando se fracciono 50% a los 20 dds Y 50% a los 45 dds, y cuando se combinaron ambos niveles se obtuvo el mayor rendimiento de 1,716.07 kg de grano por hectárea. El tratamiento que resulto económicamente más rentable fue la combinación a4b2 con una tasa de retorno marginal de 1,108.9%.