El chorro plano es una configuración resultante de la interacción de dos capas de corte simétricas, paralelas y de diferente signo de vorticidad. Se trata de un flujo de gran interés práctico por sus aplicaciones directas en procesos industriales y medioambientales.Este trabajo que se presenta analiza la interacción entre las estructuras de flujo y el transporte de materia en el chorro plano. El estudio realizado demuestra que el flujo aguas abajo está determinado por las condiciones en la región de entrada del chorro. Así, mediante perturbaciones artificiales en la entrada se puede determinar la posterior evolución de las estructuras características del flujo. Este control permite aumentar y disminuir el consumo de especies químicas en un sistema reactivo en el chorro. Escogiendo las perturbaciones adecuadas en la entrada del dominio, se puede conseguir influenciar en desarrollo de la reacción química a lo largo del chorro y obtener una conversión deseada lejos del punto donde el flujo ha sido perturbado.Para realizar este trabajo, se ha desarrollado un código de simulación de dinámica de fluidos con el lenguaje de programación Fortran 90 y bajo la interficie de envío de mensajes (MPI) entre procesadores. Este programa informático resuelve numéricamente las ecuaciones de transporte de cantidad de movimiento, energía y materia en un dominio computacional rectangular y abierto. Con las condiciones de contorno implementadas se puede incorporar fluido externo y las recirculaciones del flujo pueden salir del dominio, reproduciendo el comportamiento físico real del chorro en un dominio infinito.Las ecuaciones están discretizadas mediante diferentes esquemas: en los términos convectivos se ha utilizado un esquema QUICK de segundo orden, para los difusivos un esquema centrado y para los temporales un esquema Adams-Bashfort. Para el transporte de materia y energía se ha utilizado un esquema centrado con la corrección ULTIMATE de Leonard para los términos convectivos, ya que este esquema corrige las inestabilidades y falsas oscilaciones del transporte altamente convectivo cuando existen fuertes gradientes.El código ha sido paralelizado para poder ejecutarse en máquinas multicomputadoras.El dominio computacional se divide entre los procesadores y cada uno resuelve las 1 ecuaciones discretizadas sobre los nodos de una región determinada. Para intercambiar datos entre los diferentes procesadores se utilizan los comandos de la librería MPI (Message Passing Interface). Los resultados demuestran que hay una gran mejora en el tiempo de cálculo y que se puede conseguir una buena eficiencia si se compara con un código secuencial optimizado.Para evaluar los efectos de las perturbaciones artificiales sobre el campo de velocidades y caracterizar las estructuras coherentes se han realizado una serie de simulaciones bidimensionales a Reynolds 7000. En estos casos se han considerando chorros planos débiles, es decir, con una velocidad de flujo co-corriente alto. De esta manera la zona de autosimilitud se aleja de la entrada y se puede centrar el análisis sobre la región inicial del chorro. Con las simulaciones computacionales realizadas se ha evaluado detalladamente la influencia de las perturbaciones sobre el flujo, demostrando que las estructuras coherentes son periódicas en el tiempo.En estos casos también se ha estudiado el efecto que producen el número de Schmidt, Strouhal y Damk®ohler sobre la conversión de la reacción química en chorros con y sin premezcla de reactivos. Se ha comprobado que determinadas frecuencias de perturbaciones facilitan la formación de estructuras coherentes que mejoran la mezcla y aumentan la conversión de la reacción. También se ha demostrado la poca influencia del término difusivo ya que el flujo está fuertemente dominado por el transporte convectivo. Implementado en el código la técnica de simulación de grandes escalas con el modelo de Smagorinsky, se ha estudiado un chorro plano tridimensional turbulento a Reynolds 3000. En este caso la velocidad del _flujo co-corriente se ha escogido pequeña para obtener la región de autosimilitud cerca de la entrada y dentro del dominio computacional.Además, el chorro se ha inestabilizado aplicando un pequeño ruido en la entrada. Los resultados obtenidos para el campo dinámico presentan gran concordancia con los experimentales disponibles en la bibliografía y siguen el patrón de la zona de autosimilitud.Se ha analizado el sistema reactivo bajo estas condiciones, estudiando la evolución de la conversión en las regiones de régimen de transición y turbulento. Se ha demostrado que el gran número de estructuras existentes en la región turbulenta del campo instantáneo facilita la mezcla entre las especies químicas aumentado la conversión de los reactivos.

La tesi presenta dues parts diferenciades:En primer lloc, el desenvolupament de diferents tècniques experimentals per a l'estudi del comportament acústic d'instruments musicals de vent de doble llengüeta; concretament de la tenora i del tible emprats en les cobles catalanes. Així, s'ha dedicat especial atenció a la captació i l'anàlisi dels transitoris d'atac: els transitoris que es produeixen entre l'instant en que s'inicia l'execució d'una nota i l'instant en que s'assoleix el règim estacionari. També s'ha abordat la mesura en temps real de la freqüència fonamental dels sons musicals; l'afinació. Per a realitzar la mesura ha estat necessari desenvolupar i posar a punt un instrument, basat en un microprocessador, que determina el període del so, i en general d'una vibració quasi periòdica, amb la rapidesa i precisió requerides per a seguir l'evolució temporal de l'afinació.En segon lloc, el desenvolupament d'un mètode de càlcul per a trobar la resposta impulsional dels instruments directament en el domini temporal -mètode de la multiconvolució- que parteix de la caracterització analítica de les funcions de reflexió i de transmissió que es presenten a les diverses discontinuïtats del perfil interior de l'instrument. Aquest mètode ha propiciat posteriorment el desenvolupament de la caracterització en el domini temporal del comportament acústic de conductes en general, i el desenvolupament de tècniques de convolució ràpida aplicables a la simulació de múltiples sistemes dinàmics. / La tesis realizada ha consistido en el estudio del comportamiento acústico del tible y la tenora en el dominio temporal, ambos son instrumentos musicales de viento populares de Cataluña. El estudio se ha centrado en tres aspectos: -Captación y análisis de los transitorios de ataque de las notas en diversas formas de ejecución musical. Medida en tiempo real de la afinación de las notas mediante un instrumento basado en un microprocesador y desarrollado por el autor. La medida en tiempo ha permitido analizar aspectos tales como la fluctuación de frecuencia asociada al vibrato o la afinación de diversas escalas musicales.-Determinación experimental y por cálculo de la respuesta impulsional de la columna de aire de ambos instrumentos. La respuesta impulsional de la columna de aire de ambos instrumentos. La respuesta impulsional se ha calculado directamente en el campo temporal a partir de la caracterización analítica de las reflexiones que se producen en las discontinuidades del perfil del instrumento -Método de multiconvolución. Este procedimiento se ha comparado con el tradicional basado en la transformada inversa de Fourier de la impedancia acústica. / First, the development of several experimental techniques to study the acoustic behaviour of double reed woodwind instruments (in particular of the "tenora" and "tible", catalan musical instruments used in open air performances). A special effort has been devoted to the capture and analysis of starting transients: sound transients produced when the player starts a new musical note, which finishes when the stationary regime is reached. The real-time of the fundamental frequency of musical sounds has been also treated in order to study the musical tuning of this kind of instruments. This study has required the design and development of an electronic device, based on a microprocessor, that allows the identification of the sound period with the sufficient speediness and accuracy to follow the tuning time history.Second, the development of a methodology to determine the impulse response of woodwind musical instruments directly in the time domain. This methodology, called multiconvolution, is based on the analytical description of reflection and transmission functions associated to the instrument bore discontinuities and its boundary conditions. The method has also lead to the later study of the dynamic behaviour of general acoustic ducts, and to the development of fast convolution techniques that can be applied to simulate the behaviour of different dynamic systems.

Aquesta tesi presenta treball original i aplicat en l'àrea del control i la col·locació de sensors/actuadors (S/A) en sistemes de Control Actiu de Soroll (ANC). Primer, s'han aplicat tècniques de control i identificació robustes per a aconseguir ANC. La fase d'identificació està basada en una proposta d'identificació robusta orientada al control, considerant descripcions del sistema tant paramètriques com no-paramètriques, així com quantificant la incertesa. El disseny del controlador compara les estructures de control feedback (FB), feedforward (FF) i híbrida (FB/FF). El controlador feedback és sintetitzat i avaluat en el marc del control robust, i s'ha dissenyat utilitzant control òptim H∞ plantejat com un problema de sensibilitats mixtes. El controlador FF és un identificador adaptatiu, basat en l'algorisme σ robustament normalitzat. S'han desenvolupat dues propostes per a decidir quina de les estructures de control és més eficient, aplicades a un conducte de 4 metres amb soroll de banda ampla. A més a més, s'han mostrat de manera explícita els compromisos entre identificació i control, les limitacions inherents a un llaç de control feedback, així com qüestions relatives a la implementació de sistemes ANC. També s'han tractat altres qüestions com la relació entre acompliment, ordre del controlador, models paramètrics/no-paramètrics i implementació en processadors digitals de senyal (DSP), així com s'han comparat resultats teòrics i experimentals en el conducte. Les llacunes que encara resten entre teoria i pràctica en aquest tipus d'aplicacions també s'han resumit. D'altra banda, en aquest treball també es tracta el problema de com quantificar la col·locació de sensors i actuadors, amb la finalitat de controlar un sistema físic determinat. La mesura per a determinar la millor localització de S/A es basa en un criteri de llaç tancat orientat al control, el qual optimitza tant acompliment com qüestions pràctiques d'implementació. Aquesta mesura hauria de calcular-se abans del disseny, implementació i prova del controlador. La utilització d'aquesta mesura minimitza la prova combinatòria de controladors en totes les possibles combinacions de S/A. Per a aconseguir-ho, s'han definit diferents mesures que pesen l'acompliment potencial en llaç tancat, la robustesa, el número de condició de la planta (guanys relatius entrada/sortida (I/O)) així com altres qüestions d'implementació, com l'ordre del controlador. Aquestes poden calcular-se utilitzant software estàndard, tant per a models d'una-entrada-una-sortida (SISO) com per a models de múltiples-entrades-múltiples-sortides (MIMO) i poden aplicar-se a múltiples problemes d'enginyeria, ja siguin mecànics, acústics, aeroespacials, etc. En aquest treball, aquests resultats també s'han il·lustrat amb l'aplicació ANC presentada i validat amb dades experimentals. Com a resultat d'aplicar aquestes mesures, s'obté la localització de S/A que aconsegueix la millor atenuació del soroll en llaç tancat amb el menor ordre possible del controlador. / Esta tesis presenta trabajo original y aplicado en el área del control y la colocación de sensores/actuadores (S/A) en sistemas de Control Activo de Ruido (ANC). Primero, se han aplicado técnicas de control e identificación robustas para conseguir ANC. La fase de identificación está basada en una propuesta de identificación robusta orientada al control, considerando descripciones del sistema tanto paramétricas como no-paramétricas, así como cuantificando la incertidumbre. El diseño del controlador compara las estructuras de control feedback (FB), feedforward (FF) e híbrida (FB/FF). El controlador feedback es sintetizado y evaluado en el marco del control robusto, y se ha diseñado utilizando control óptimo H∞ planteado como un problema de sensibilidades mixtas. El controlador FF es un identificador adaptativo, basado en el algoritmo σ robustamente normalizado. Se han desarrollado dos propuestas para decidir cual de las estructuras de control es más eficiente, aplicadas a un conducto de 4 metros con ruido de banda ancha. Además, se han mostrado de manera explícita los compromisos entre identificación y control, las limitaciones inherentes a un lazo feedback, así como cuestiones relativas a la implementación de sistemas ANC. También se han tratado otras cuestiones como la relación entre desempeño, orden del controlador, modelos paramétricos/no-paramétricos e implementación en procesadores digitales de señal (DSP), así como se han comparado resultados teóricos y experimentales en el conducto. Las lagunas que aún quedan entre teoría y práctica en este tipo de aplicaciones también se han resumido. Por otra parte, en este trabajo se trata también el problema de como cuantificar la colocación de sensores y actuadores, con la finalidad de controlar un sistema físico determinado. La medida para determinar la mejor localización de S/A se basa en un criterio de lazo cerrado orientado al control, el cual optimiza tanto desempeño como cuestiones prácticas de implementación. Esta medida debería calcularse antes del diseño, implementación y prueba del controlador. La utilización de esta medida minimiza la prueba combinatoria de controladores en todas las posibles combinaciones de S/A. Para conseguirlo, se han definido distintas medidas que pesan el desempeño potencial en lazo cerrado, la robustez, el número de condición de la planta (ganancias relativas entrada/salida (I/O)) y otras cuestiones de implementación, como el orden del controlador. Éstas pueden calcularse utilizando software estándar, tanto para modelos de una-entrada-una-salida (SISO) como para modelos de múltiples-entradas-múltiples-salidas (MIMO) y pueden aplicarse a múltiples problemas ingenieriles, ya sean mecánicos, acústicos, aeroespaciales, etc. En este trabajo, estos resultados también son ilustrados con la aplicación ANC presentada y validados con datos experimentales. Como resultado de aplicar estas medidas, se obtiene la localización de S/A que consigue la mejor atenuación de ruido en lazo cerrado con el menor orden posible del controlador. / This thesis presents novel and applied work in the area of control and sensor/actuator (S/A) allocation in Active Noise Control (ANC) systems. First, robust identification and control techniques to perform ANC have been applied. The identification phase is based on a control-oriented robust identification approach that considers both parametric and nonparametric descriptions of the system, and quantifies the uncertainty. The controller design compares the feedback (FB), feedforward (FF) and hybrid (FB/FF) control structures. The feedback control is synthesized and evaluated in the robust control framework, and it is designed using H∞ optimal control as a mixed-sensitivity problem. The FF controller is an adaptive identifier, based on the robustly normalized σ-algorithm. Two approaches are developed to decide which control structure is more efficient on a 4-m duct example with broadband noise. In addition, the compromises between identification and control, the inherent limitations of feedback and implementation issues in ANC are explicitly pointed out. Relations between performance, controller order, parametric/nonparametric models and digital signal processor (DSP) implementation are discussed. Theoretical and experimental results on the duct are compared. The gaps that still remain between theory and practice in this type of applications, are also outlined. Furthermore, this work considers the problem of quantifying the location of sensors and actuators in order to control a certain physical system. The measure to determine the best S/A location is based on a closed loop control-oriented criteria, which optimizes overall performance and practical implementation issues. In addition, it should be computed before the actual controller is designed, implemented and tested. The use of this measure minimizes the combinatorial controller testing over all possible S/A combinations. To this end, several measures have been defined which weight the potential closed-loop performance, robustness, plant condition number (input/output (I/O) relative gains) and implementation issues, such as the controller order. These may be computed with standard software, either for Single Input Single Output (SISO) models or Multiple Input Multiple Output (MIMO) models, and may be applied to many engineering problems: mechanics, acoustics, aerospace, etc. Here, these results are also illustrated with the prior ANC example and validated against experimental data. The outcome of applying these measures is the selection of the S/A location which achieves the best closed loop noise attenuation with the lowest possible controller order.

The contribution of this investigation will be basically towards the display and definition of the profiles and their professional abilities within the multimedia sector of the TIC companies. It also provides the detection, promotion and orientation of the needs for sufficient training. This investigation is concerned with the detection of training requirements needed by a professional in the multimedia industry of the TIC sector by means of defining his or her professional abilities. Any detected deficiencies will be the basis for training course recommendations for a particular professional profile. They will have the support from the training programmes of the LAM (Laboratory of Multimedia Applications) based on a training model that we call "hybrid". This is used for the production and integration of training matters and for virtual places of learning.Abilities are detected by means of deliberately sampled questionnaires. Weaknesses are detected by evaluating knowledge gained.The method has been applied to other profiles and in other professional sectors.

La zona de rompents de les platges està governada er una gran quantitat de processos complexes altament no lineals i a diverses escales de longitud i de temps. Tot i això, algunes vegades s'hi poden trobar estructures morfològiques regulars, com ara punts cuspidals, barres de sorra uniformes en la direcció longitudinal, barres crescèntiques i sistemes rítmics de barres obliqües. La seva regularitat indica que la dinàmica complexa de la zona de rompents a gran escala pot ser explicable en termes de mecanismes físics simples en certes circumstancies. L'origen les propietats dinàmiques d'aquestes curioses estructures morfològiques encara són un problema obert, tot i que la comunitat científica hi està interessada des de fa dècades. En particular, escriure el comportament de les barres de sorra a la zona de rompents és interessant tant des d'un punt de vista científic, com per a contrastar les fórmules de transport de sediment que s'utilitzen actualment en enginyeria de costes.L'objectiu principal d'aquesta tesi és l'estudi teòric d'alguns mecanismes físics que podrien ser responsables de la forma dels perfils d'equilibri de les platges i de l'origen i la dinàmica de les barres de sorra a la zona de rompents (en concret, les barres longitudinals i els sistemes rítmics de barres obliqües). Es pretén així omplir alguns dels buits de coneixement actuals sobre aquestes formes topogràfiques. La principal hipòtesi de treball és que els dos tipus de barres es poden formar per -processos d'auto-organització'. El procediment consisteix en realitzar una anàlisi d'estabilitat per a cada tipus de barra, seguint els passos següents. Primerament es busca un estat d'equilibri rellevant del sistema sense les formes morfològiques. Aleshores s'afegeix una pertorbació a la topografia i s'estudien els efectes que produeix en la hidrodinàmica i en el transport de sediment. Si el transport resultant reforça la pertorbacióo inicial, s'obté una reacció de retro-alimentació positiva' i les barres creixen. Això és el que s'anomena un -procés 'auto-organització' del sistema o un -mecanisme d'inestabilitat' i podria ser una explicació de l'aparició d'aquestes estructures morfològiques complexes, sense estar associades a cap patró regular previ en la hidrodinàmica.El primer model teòric que es presenta en aquesta tesi s'ha construït per a descriure la forma dels perfils d'equilibri i la formació i migració de barres longitudinals, assumint uniformitat en la direcció longitudinal. El model està basat en una equació d'evolució de l'onatge acoblada a una innovadora formula pel transport de sediment transversal. La primera equació descriu la transformació i posterior ruptura d'onades d'alçada aleatòria i incidència perpendicular. La formula pel transport conte tres termes sumats: el transport cap a la costa a causa de les propietats no lineals de les onades, el transport cap al mar produït pels corrents de retorn i el transport gravitacional pendent avall. Aquests tres processos són la base d'un mecanisme físic d'interacció entre la barra i el punt de ruptura', que podria ser l'explicació pel creixement de barres longitudinals de sorra. Al capítol 3 de la tesi es descriuen els resultats d'aquest model quan s'imposen condicions d'equilibri. Els perfils que s'obtenen són similars als de les platges naturals i consisteixen en una terrassa plana i amb poc pendent dins la zona de rompents i una part còncava més inclinada més enllà del punt de ruptura. Quan el sediment és gruixut i les onades incidents són de freqüència baixa (situació típica de platges reflectives), els perfils tenen força pendent i una zona de rompents estreta. Quan la sorra és més fina i les onades són d'alta freqüència (platges més dissipatives), la zona de rompents és molt més ampla i plana i el pendent és menor.Al capítol 4 es presenta una anàlisi complerta de l'estabilitat d'aquests perfils d'equilibri respecte pertorbacions uniformes longitudinalment. Els dos objectius principals són trobar el rang de paràmetres en el qual els estats d'equilibri són estables i posar a prova la hipòtesi de si les barres longitudinals poden aparèixer com a inestabilitats del sistema. Els resultats demostren que tots els perfils d'equilibri obtinguts són estables, tant en el règim lineal com en el no lineal. Per tant, les platges amb terrassa semblen ser forts atractors dinàmics del sistema i caldria estudiar amb més atenció la seva freqüent presencia a les platges naturals.Els resultats del model lineal indiquen que una -inestabilitat de tipus delta de Dirac' podria sorgir a prop del punt de ruptura, però el seu creixement queda sempre inhibit pel transport gravitacional produït pels forts pendents associats. Les evolucions temporals no lineals realitzades posteriorment també tendeixen a estats finals que corresponen als perfils d'equilibri sense barres. Fins i tot començant des d'estats inicials força allunyats de l'equilibri i permetent una possible migració de la línia de costa, aquesta versió idealitzada del mecanisme d'-interacció entre la barra i el punt de ruptura' només ha permès descriure platges amb terrassa. Per tant, verificar quantitativament que el creixement de barres longitudinals pot ser degut a aquest mecanisme encara és un important problema obert de la física del litoral.Finalment, el segon model presentat al capítol 5 intenta reproduir la formació de sistemes rítmics de barres obliqües, partint dels mateixos perfils d'equilibri sense barres perµo ara permetent l'aparició d'inestabilitats no uniformes en la direcció longitudinal. El possible acoblament entre les estructures hidrodinàmiques en el pla horitzontal i la topografia emergent s'examina pel cas d'incidència obliqua de l'onatge. S'utilitza una fórmula clàssica de transport de sediment proporcional a diferents potencies del corrent mitja i amb una certa influència de les onades. En aquest cas, es demostra que pot existir retro-alimentació positiva' i que els diferents mecanismes físics descrits poden explicar el creixement inicial de diversos tipus de sistemes rítmics com els que s'observen en les platges naturals. Els resultats depenen principalment del tipus de transport de sediment dominant i de l'angle d'incidència de les onades. En el cas d'angles d'incidència relativament grans i transport dominat pels corrents mitjans, s'obtenen -barres orientades a favor del corrent'. Això significa que el costat de mar de les barres està desplaçat corrent avall respecte el costat de terra. La orientació és molt obliqua, o sigui que les barres són gairebé paral·leles a la línia de costa. La seva longitud d'ona és de diverses vegades l'amplada de la zona de rompents.En cas contrari, quan els corrents mitjans són febles comparats amb la velocitat orbital de les onades, poden créixer -barres orientades a contra-corrent' o bé -barres crescèntiques orientades a favor del corrent', depenent de l'angle d'incidència i de la influencia de les ones infragravitatòries en el transport. En tots dos casos, l'espaiat és de l'ordre de l'amplada de la zona de rompents. El temps típic de creixement oscil·la entre diverses hores i un parell de dies i les barres migren a favor del corrent amb velocitats fins a desenes de metres per dia.Les condicions que afavoreixen la formació d'aquests sistemes rítmics de barres són onatge regular i estats morfodinàmics intermitjos (situacions ni molt dissipatives ni molt reflexives). / of the thesisIn spite of the complex behaviour in space and time of the surf zone dynamics, relatively regular morphological patterns dominate quite often the beach topography at length and time scales well above those of incident waves. Well known examples are giant beach cusps, shore-parallel bars, crescentic longshore bars and shore-attached transverse/oblique bar systems. Their regularity indicates that the large scale complex dynamics of the surf zone as a whole can be understood in terms of simple physical mechanisms, at least in some circumstances. Remarkably, after decades of research, no model has been widely accepted to explain the origin and migration of these intriguing large-scale morphological patterns.Understanding the behaviour of nearshore sand bars is not only challenging from a scientific point of view but also very interesting for testing ediment transport formulations with engineering purposes.The main goal of this thesis is to investigate theoretically some physical processes that can be responsible for the shape of equilibrium profiles and the origin and dynamics of nearshore sand bars (in particular, shore-parallel bars and alongshore rhythmic systems of oblique bars are studied). This may fill some of the existing gaps of our current knowledge about these topographic features. The main working hypothesis is that these bars stem from -free instabilities' of the morphodynamical system. A stability analysis is performed for each type of bar system, starting from a steady equilibrium configuration of the beach without the pattern. A small topographic perturbation is then assumed and its effects on the hydrodynamics and on the sediment transport are investigated. If the transport pattern reinforces the topographic perturbation, a -positive feedback' occurs between the topography and the flow. This results in what is called a -free instability' of the system or a -self-organization process'. It can provide an explanation for the emergence of morphological patterns not associated to any previous regular template in the hydrodynamics.The first model is focused on describing the shape of equilibrium beach profiles and the growth and migration of shore-parallel bars, assuming longshore uniformity. A wave transformation equation, describing the shoaling and breaking processes of normally incident random waves, is coupled with an innovatory cross-shore sediment transport formula containing three terms: an onshore contribution due to non-linear wave properties, an offshore contribution due to undertow currents and a term accounting for the downslope gravitational effect. These three latter processes are the basis of the so-called -breakpoint-bar interaction', which has been claimed to be an explanation for the formation of shore-parallel bars. In chapter 3 of the present thesis, this model is used to predict equilibrium beach profiles, which resemble natural non-barred beaches. In case of very dissipative conditions (storm weather and fine sediment), profiles consist of a gently sloping terraced surf zone and a concave-up shoaling zone. For less dissipative conditions, the entire profile gradually becomes more planar with similar surf zone and shoaling zone slopes.Chapter 4 presents a complete stability analysis of such equilibrium profies with respect to arbitrary cross-shore perturbations. The aim is not only finding the range of parameter values leading to stable equilibrium profiles, but also testing whether shore-parallel bars can stem as free instabilities of the system. Results demonstrate that the equilibrium profiles are always stable, both in the linear and in the non-linear regimes. Therefore, the terraced non-barred profiles seem to be a strong attractor of this dynamical system and more attention should be paid to their frequent occurrence on natural beaches. The results of the linear stability analysis indicate that a -Dirac delta instability' tries to emerge at the effective break-point of the equilibrium profiles. However, its growth is always inhibited by the downslope transport that is induced by the inherent infinite slopes. The non-linear temporal evolutions subsequently performed also tend to final states that correspond to the equilibrium non-barred profiles. Even starting from initial states moderately far from equilibrium and allowing for a potential shoreline migration, this idealised version of the breakpoint-bar interaction is only able to reproduce the formation of terraces. Therefore, verifying quantitatively that this interaction can be responsible for the growth of natural shore-parallel bars still remains as an important open question in the nearshore sciences.Finally, the second model presented in chapter 5 aims at reproducing the formation of alongshore rhythmic systems of oblique sand bars, starting from the same equilibrium non-barred profiles but now allowing for alongshore non-uniformities. The potential coupling between the time- and depth-averaged hydrodynamics and the evolving rhythmic topography is examined in case of oblique wave incidence. The used classical sediment transport law is proportional to a power of the depth-averaged current and contains some influence of the waves. In this case, it is shown that -positive feedback' can occur and the different studied underlying physical mechanisms lead to the initial growth of several types of oblique bars.Results mainly depend on the sediment transport conditions and the wave incidence angle.In qualitative agreement with available field observations, for moderately large incidence angles and transport dominated by the mean currents, the emerging bars are -oriented down-current'. This means that their offshore end is shifted down-stream of the equilibrium longshore current with respect to their shore attachment. Their orientation is very oblique, that is to say that the bars are nearly shore-parallel. The wave lengths are of the order of several times the surf zone width. In the opposite situation, when mean currents are weak compared with wave orbital motions, either -up-current oriented bars' or -crescentic/down-current oriented bars' can occur. This depends on the wave incidence angle and on the influence of infragravity waves into the transport. In both cases, the wave lengths are similar to the surf zone width. The e-folding growth times of all these patterns range from a few hours to a few days and they migrate down-flow with velocities that can be up to some few meters per day. The conditions favouring the generation of these rhythmic bar systems are steady waves and intermediate beach states, in between the fully dissipative and the fully reflective situations.

La experimentación y posterior modelización de los procesos de transporte y transferencia de calor y de masa en medios poroso saturados encuentra un gran número de dificultades que se derivan fundamentalmente de la heterogeneidad del propio medio, de la metodología de su parametrización estructural y física para asimilarlo a un medio continuo.Los objetivos planteados en la presente tesis se han orientado hacia un mejor conocimiento de la influencia de diversos parámetros estructurales del medio poroso, así como de las propiedades de las substancias que constituyen la matriz sólida y la fase fluida saturante, en las características de ebullición de un medio poroso inicialmente saturado, calentado por su frontera inferior y limitado por una capa superior del mismo líquido saturante.A tal fin, se ha estudiado la influencia de la estructura del medio poroso (granular o fibrilar) y de la naturaleza de la sustancia que constituye la matriz sólida sobre la permeabilidad del medio poroso al agua y a una solución acuosa de tensioactivo, de baja concentración. Así mismo se ha estudiado la influencia respecto a la conductividad y difusividad térmicas efectivas en régimen no estacionario. Por último, utilizando la misma variedad de medios porosos saturados, se estudia el proceso de ebullición hasta que se alcanzan condiciones de "dryout", y se analizan las consecuencias que resultan de la variación de la estructura física del medio poroso, de la naturaleza de la sustancia que constituye su matriz sólida y de las propiedades del fluido saturante.En lo referente a las características fluidodinámicas y térmicas de los medios porosos estudiados se ha podido concluir:- La adición de un tensioactivo al agua saturante del medio poroso produce un comportamiento diferente según la naturaleza del sólido: en caso de inorgánica (arena) ocasiona un aumento de la permeabilidad intrínseca, mientras que en caso de orgánica (fibras de algodón) produce una reducción tanto mayor cuanto menor es la porosidad del medio poroso. Las causas de este diferente comportamiento, son las notables diferencias de absorción del tensioactivo según el tipo de sólido (orgánico o inorgánico) y la mejora substancial de la humectación de la superficie del sólido inorgánico por el fluido lo que activa la eficacia de desplazamiento de toda fase no acuosa adsorbida o retenida entre partículas.- La difusividad térmica efectiva promediada espacialmente tiende al valor de la difusividad del componente del medio poroso de menor difusividad térmica a medida que transcurre el tiempo de calentamiento.- La difusividad térmica efectiva de los medios porosos saturados en los que &#61548;s / &#61548;l < 1 se aproxima a la de la fase líquida; en los medios para los que &#61548;s / &#61548;l >> 1, dicha difusividad térmica efectiva es un grado de orden superior a la de la fase líquida.- La adición de tensioactivo a la fase líquida saturante provoca la disminución de la conductividad térmica efectiva de medio poroso saturado en aquellos en que la fase sólida es granular e inorgánica.En lo referente al proceso de calentamiento de un medio poroso saturado hasta ebullición-"dryout" de su fase líquida se ha descrito un modelo físico de comportamiento de los diferentes medios porosos que comporta las siguientes fases:i) Calentamiento del medio hasta la temperatura de saturación de su fase líquida, con evidente aumento de volumen de las fases sólida y líquida por dilatación térmica.ii) Proceso de evaporación con formación de una capa bifásica cuya frontera superior se desplaza a la velocidad del frente de vapor. Simultáneamente se produce una disminución de la presión fluidoestática en la frontera de la capa bifásica, lo que se traduce en una reducción del reflujo de líquido hacia la placa calefactora.iii) Total desaturación de la entrefase medio poroso-placa calefactora al recibir por reflujo menos líquido del que es capaz de evaporar la placa calefactora. Aparición del "dryout" y elevación progresiva de la temperatura de la placa.iv) Aparición, en algún caso, de un fenómeno de basculamiento de la fase líquida desde la capa subenfriada a la zona desaturada del medio poroso. / A large number of difficulties are found in the experimentation and later modelization of transport and transfer heat and mass process in saturated porous media, which basically derive from the heterogeneity of the medium, the methodology of structural and physic parameterization to assimilate it to a continuous medium.The raised aims in this doctoral thesis have been directed towards a better knowledge of the influence of several structural parameters of the porous medium, as well as of the properties of the solid matrix and the saturating fluid phase, in the characteristics of boiling of an initially saturated porous medium, heated by its lower boundary and limited by an upper layer of the same saturating liquid.For this, the influence of the structure of the porous medium (granular or fibrous) and the nature of the solid matrix on the permeability to water and to a surfactant solution of lower concentration have been studied. The influence in relation to effective thermal conductivity and diffusivity in unstationary regime has also been studied. Finally, the boiling process until to achieve dryout conditions has been studied, and the consequences result from the variation of the physical structure of the porous medium, the nature of the solid matrix and the properties of the saturating fluid have been analyzed.About the fluid dynamic and thermal characteristics of the porous media studied, the thesis concludes that:- The addition of a surfactant to the saturating water of the porous medium produces a different behaviour depending on the nature of the solid: in inorganic matrix (sand) occasions an increase in the intrinsic permeability, whereas in organic matrix (cotton fibres) produces a decrease as greater as smaller is the porosity of the porous medium. The reasons of this different behaviour are the notable differences of absorption of the surfactant depending on the sort of solid matrix (organic or inorganic) and the important increase of the wetting of the inorganic solid's surface by the fluid activating the displacement of all adsorbed or retained not watery phase between particles.- The spatially averaged effective thermal diffusivity tends to the value of the diffusivity of the component of the porous medium with lower thermal diffusivity throughout the boiling process.- The effective thermal diffusivity of the saturated porous media which have &#61548;s / &#61548;l < 1 approaches to of the liquid phase; in the media with &#61548;s / &#61548;l >> 1, the effective thermal diffusivity is a grade of upper order to the of liquid phase.- The addition of surfactant to the saturating liquid phase gives rise to the decrease of the effective thermal conductivity of the saturated porous medium with granular and inorganic solid phase. A physical model of behaviour of the different saturated porous media concerning heating process until to achieve dryout conditions has been described considering the next phases:i) Heating of the medium until the saturation temperature of its liquid phase, with evident increase of volume of the solid and liquid phases by thermal dilatation.ii) Evaporation process with creation of a biphasic layer whose upper boundary displaces to the velocity of the vapour front. Simultaneously a decrease of the fluid static pressure in the boundary of the biphasic layer is produced, what result in a reduction of the reflux of liquid towards the heating plate.iii) Total unsaturation of the porous medium-heating plate interphase caused by to receive less liquid by reflux that the heating plate is capable of evaporating.iv) Appearance, in some case, of a fast phenomenon of turn upside down of the liquid phase from subcooled layer to the unsaturated zone of the porous medium.

La intenció d'aquest projecte de recerca és anar més enllà de l' aconseguit pels sistemes existents de selecció i comparació de processos de Prototipat Ràpid, mitjançant la introducció d'una nova metodologia que tingui com a únic fi la 'Fabricació Final' de components. El sistema desenvolupat incorpora algunes de les eines més recents del camp de Intel·ligència Artificial, de manera que sigui possible aconseguir una metodologia concurrent que inclogui: · Sistemes experts, que s'executen durant el procés de presa de decisions amb alternatives múltiples. Els sistemes experts utilitzen típicament estructures del tipus: IF-THEN-ELSE o CASE, de manera que les opcions puguin ser 'cribrades' especialment durant les primeres etapes de la selecció. · Lògica difusa per a la presa de decisions. Normalment en l'àmbit de la fabricació, alguns termes lingüístics o paràmetres de tipus qualitatiu són utilitzats per definir estats o propietats. Per exemple és comú trobar termes qualitatius com ara: 'bones propietats mecàniques "o" alta taxa d'absorbència', en lloc de xifres i números puntuals. Per tant és necessari comptar amb un mètode per traduir i gestionar aquesta informació. La lògica difusa ha estat adoptada com a mitjà per traduir termes d'ordre qualitatiu a informació quantitativa de manera que a partir d'aquestes dades es pugui construir un sistema de classificació i rànquing de processos.· Presa de decisions Multi-criteri, agrupació (sumatòria) i classificació. Durant la investigació es van provar diferents mètodes per a la classificació d'alternatives i selecció final a partir de vectors d'ordre quantitatiu amb pesos ponderats. Per a aquesta finalitat es va adoptar la metodologia proposada per Lan et al. (2005) el qual es descriu en el capítol 5 d'aquest treball. · Xarxes Neuronals Artificials. Aquestes han estat aplicades per a la modelització i simulació d'alguns processos de Fabricació Ràpida prèviament seleccionats. Per exemple, el procés de Sinteritzat Selectiu Làser es va aconseguir modelar utilitzant Xarxes Neuronals amb un algorisme de "backpropagation", prenent com a informació base, les dades proporcionades pel software propietari de l'equip. Aquesta xarxa neuronal simula una màquina de sinteritzat làser model DTM Vanguard, disponible a la FundacioCIM-UPC a Barcelona. D'altra banda el procés de Fusió selectiva per làser ha estat modelat també mitjançant Xarxes Neuronals a partir de l'equip Concep Laser M2, disponible al laboratori d'Enginyeria mecànica de la Universitat Catòlica de Lovaina, Bèlgica. Els models extrets d'aquestes simulacions mostren una estimació del temps total de fabricació menor al 10% la qual cosa representa una millora substancial respecte a mètodes d'estimació paramètrics. · Finalment s'ha utilitzat la tècnica de bases de dades relacionals per a la gestió i emmagatzematge d'informació sobre materials. Aquestes bases de dades han estat creades en Ms Access, que proporciona la facilitat d'accés, filtrat, graficació i presentació de la informació requerida. Aquesta informació pot ser extreta automàticament mitjançant trucades ODBC, executades des de l'entorn Matlab.Per a il·lustrar el funcionament de les eines descrites en una forma integrada, s'ha optat per desenvolupar una aplicació pilot en Matlab, utilitzant alguns "Tool boxes" especialitzats com: Lògica difusa, Xarxes neuronals, Estadística, Utilitats de graficació, Creació d'interfície d'usuari (GUI), Bases de dades. El resultat d'aquesta integració és una aplicació pilot anomenada RMADS (Rapid Manufacturing Advice System), el qual compta amb una interfície gràfica d'usuari que es divideix en tres mòduls: · Requeriments generals de disseny. Aquest mòdul analitza els paràmetres usualment definits en les especificacions inicials de Producte, per exemple: tipus de material, toleràncies, acabat superficial, complexitat geomètrica, etc. · Mòdul de costos. Aquest mòdul utilitza paràmetres d'entrada prèviament introduïts com: volum de peça, mida de lot i dimensions totals, per a realitzar càlculs mitjançant mètodes paramètrics i models basats en xarxes neuronals. El resultat és una estimació del cost per peça i també el cost estès per volums grans. · Selecció de materials. Aquest mòdul mostra la natura iterativa del procés de selecció de materials, a través de criteris de "filtratge" o selecció, de manera que a cada iteració el nombre d'opcions sigui limitat a un nombre raonable d'alternatives. / The intention of this research is to go beyond currently available systems for the assessment and selection of Rapid Prototyping processes, hence introducing a new methodology devoted to 'Manufacturing' applications. Specifically the system would include a number of state of the art artificial Intelligence techniques to comprise a fully concurrent methodology, namely:· Expert systems are included to aid in the decision making process with multiple alternatives. Expert systems typically use If-Then-Else or CASE structures so that the available options can be screened specially during the first selection stages.· Fuzzy logic for decision making. Usually in manufacturing, linguistic terms or qualitative parameters are used to define states of properties. For instance it is common to find terms such as 'Good mechanical properties' or 'High absortivity rates' therefore it is necessary to have a method to translate and manage such information. Fuzzy logic has been adopted as a means to translate qualitative terms to quantitative information.· Multi-criteria decision making, aggregation and ranking. Different methods for selecting and ranking alternatives were tested which allows the integration of quantitative vectors with weighting factors that reflect the user preferences. For this purpose the method proposed by Lan et al. (2005) has been adopted as discussed in Chapter 5.· Artificial Neural Networks (ANNs) are being applied for the modelling and simulation of a number of Rapid Manufacturing Methods. Selective Laser Sintering has been modelled using a back propagation algorithm ANN taking as a basis the information provided by the machine software. The ANN simulates a DTM Vanguard SLS machine available at Fundacio CIM-UPC, Barcelona, while the Selective Laser Melting has been modelled with the parameters and settings used by the Concept Laser M2 machine available at the Mechanical Engineering Lab of the Catholic University of Leuven, Belgium. The extracted models exhibit a build-time prediction error rate lower than 10%, which is a significant improvement compared to conventional parametric methods.· Finally, relational databases have been applied for storing and handling materials information. These databases have been stored as Ms Access data which provides the ease to access, filter, screen and plot the required information. This data can be automatically called and extracted by means of an ODBC call deployed within the Matlab environment.In order to illustrate the functionality of the previous tools put together, a pilot application was designed in Matlab, making use of a number of specialized toolboxes namely: Fuzzy logic, Neural Network, Statistics, Plotting utilities, GUI builder, Database.The result is a prototype system with a graphic user interface divided in three modules: · General design requirements: which deals with those parameters usually defined in the product PDS, for instance: material type, tolerances, surface roughness, geometrical complexity, etc.· Costing module: which makes use of parametric cost estimation and ANN-based models to perform the calculation of cost per part, and for low volumes· Materials selection: Shows the iterative nature of materials selection through screening steps so that the range of suitable options is limited.

OBJETIVOS La presente tesis doctoral trata del estudio de soluciones en teorías de supergravedad y gravedad masiva. Estas teorías pueden considerarse extensiones de la teoría de la Relatividad General (RG) de Einstein, la cual describe la dinámica de una partícula sin masa de spin = 2: el gravitón. Supergravedad es una extensión supersimétrica de la RG que incorpora nuevas partículas sin masa (escalares, bosones de gauge, dilatinos, gravitinos, ...), mientras que gravedad masiva explora la dinámica de un gravitón con masa. Las teorías de supergravedad aparecen al tomar el límite de baja energía de la teoría de cuerdas o de la teoría M. Una de las señas de identidad de estas supergravedades es que requieren un espacio-tiempo con 10 o incluso 11 dimensiones (10D/11D), en lugar de las cuatro dimensiones (4D) que experimentamos en la vida cotidiana. En consecuencia las dimensiones extras han de ser compactas y muy pequeñas para que resulten ''invisibles'' a los experimentos. Sin embargo, su forma y tamaño afectan a la gravitación que percibimos en 4D ya que el espacio-tiempo sería verdaderamente 10D/11D. Esto da lugar a desviaciones con respecto a la RG de Einstein que abren la posibilidad de testar las nuevas dimensiones. METODOLOGÍA. Se utilizará el mecanismo del 'embedding tensor' para estudiar y clasificar todas las posibles supergravedades gaugeadas que existen en D=9,8,7 dimensiones. Este mecanismo hace un barrido y construye de manera covariante todas las posibles deformaciones de una teoría de supergravedad estándar. Por otro lado, una vez que se obtengan todo el espectro de supergravedades masivas, se intentará abordar origen de dimensiones más altas (10 y 11 dimensiones) a través de una construcción que contenga el grupo de simetría de T dualidad como una simetría del sistema. Esta construcción es la llamada 'Double Field Theory'. Realizaremos una reducción dimensional generalizada de esta teoría (incluyendo no sólo coordenadas espacio-temporales, sino también las duales a éstas, asociadas a los windings) para intentar relacionar los flujos generalizados que aquí aparecen con las componentes del embedding tensor (términos de masa) que se han obtenido en la primera parte del trabajo. CONCLUSIONES. Estas deformaciones han sido estudiadas y clasificadas exhaustivamente en dimensiones D = 9, 8 y 7 utilizando el marco teórico del tensor de embedding, dando lugar a un análisis completo de su origen en 10D/11D. Uno de los resultados más relevantes de la tesis es la clasificación de los gaugings en órbitas cada una de las cuales produce una dinamica inequivalente en D dimensiones. Como resultado de esta clasificacion, se observa que todos los gaugings analizados se pueden obtener como reducciones de una teoría de campos doble (Double Field Theory, DFT) en espacios toroidales con torsion (twisted tori), aun cuando un origen en teoría de cuerdas (10D) o teoría M (11D) puede no ser posible. / OBJECTIVES This doctoral thesis considers the study of solutions in supergravity and massive gravity theories. These theories can be understood as extensions of Einstein's theory of General Relativity (GR), which describes the dynamics of a massles spin-2 particle: the graviton. Supergravity is a supersymmetric extension of GR that entails new massless particles (scalar fields, gauge bosons, dilatinos, gravitinos, ...), whereas massive gravity explores the dynamics of a massive graviton. Supergravity theories arise as the low energy limit of string theories or M theory. One of their main features is the requirement of 10 or 11 dimension (10D/11D) instead of the four dimensions (4D) that we are used to experience in our daily life. This implies that the supplementary dimensions have to be compact and considerably small in such a way that they result almost imperceptible by the experiments. However, their shape and size have direct effects on the gravity that we feel in 4D. In particular, the fact of having a truly 10D/11D spacetime gives rise to predictions that differ from the GR ones and open new scenarios where these extra dimensions can be tested. METHODOLOGY The embedding tensor mechanism is used to study and classify all the possible gauged supergravities that exist in D=9,8,7 dimensions. This method scans and constructs, in a covariant way, all the possible deformations of a standard supergravity theory. On the other hand, once that the full spectrum of gauged supergravities is obtained, we will try to justify their higher-dimensional origin (from 10 and 11 dimensions) throughout a formulation of a field theory that contains the T duality symmetry group as a global symmetry of the theory. The formulation that we have chosen is 'Double Field Theory'. We perform a generalized dimensional reduction (including not only space-time coordinates, but their dual ones, which are associated to winding modes of strings) in order to establish a relation between the generalized fluxes that arise in this compactification and the embedding tensor components (mass terms) that were obtained in the first part of the work. CONCLUSIONS These deformations have been exhaustively studied and classified for dimensions D=9,8,7 by means of the theoretical approach of the embedding tensor mechanism. One of the most relevant results of this thesis is the classification of the gaugings in orbits that produce that give rise to inequivalent dynamics in D dimensions. As a consequence of this indexing, it is found that all of these gaugings can be obtained as a dimensional reduction of the so-called Double Field Theory (DFT) over twisted toroidal spaces. Some of these gaugings correspond to non-geometric compactifications of string theories, showing that DFT warrants the access to genuine string theory configurations that are not accessible by means of Riemannian geometry.

La tesis analiza el comportamiento anómalo de una servoválvula instalada en una máquina de electroerosión operando bajo ciertas condiciones de trabajo. En el primer capítulo de la tesis se describen una serie de experimentos llevados a cabo para: en primer lugar, llegar a obtener bajo que condiciones de funcionamiento se producen las inestabilices (vibraciones audibles) y en que parte de la máquina se originan. Como resultado de estas primeras investigaciones se obtiene que el sistema de transmisión de energía oleohidráulica es el generador de las perturbaciones. Una segunda fase de experimentos descritos asimismo en el primer capítulo, llevan a poder afirmar que las perturbaciones se originan en la servoválvula.El siguiente paso consistió en profundizar sobre las prestaciones de la servoválvula, analizando inicialmente los elementos de que consta y sus características teóricas y experimentales. Paralelamente se llevo a cabo un estudio crítico de la bibliografía sobre el tema, en particular sobre posibles anomalías de funcionamiento en servoválvulas. Algunos investigadores insinuaron que las fuerzas de flujo sobre las toberas eran una fuente de inestabilidades. Nuestras investigaciones confirman esta hipótesis y ponen a la luz la importancia del modelo de flujo tobera/paleta en este sentido. Se comprueba que los coeficientes de descarga y la distancia tobera paleta son definitorios en el modelo de flujo.En el tercer capítulo se estudian en profundidad los diversos modelos de flujo, se hace hincapié que en la servoválvula bajo estudio hay dos tipos de flujo: el denominado tobera paleta y el denominado paleta tobera. Se observa experimentalmente diferencias importantes entre los coeficientes de descarga para cada uno de estos dos tipos de flujo. En este mismo capítulo se realiza una modelización bidimensional por volúmenes finitos de la evolución del fluido dentro de una servoválvula, en donde se pueden diferenciar los diversos modelos de flujo en función de la distancia tobera paleta y la diferencia de presión entre la entrada y salida. Al final de este capítulo se comparan los resultados experimentales con los hallados vía modelización, observando un buen comportamiento del modelo. El capitulo cuarto se centra en la obtención de un modelo que simule el comportamiento de la servoválvula. La modelización se realiza utilizando el método de diagramas de enlaces "Bond Graph".Como innovación en este apartado cabe destacar la modelización de las fuerzas de flujo y la variabilidad de los coeficientes de descarga en función del número de Reynolds. Como complemento a la modelización y en lo que a las fuerzas de flujo hace referencia, se realiza un estudio comparativo de los dos modelos de servoválvula de cuatro toberas existentes: el Williams y el Moog 92, comprobando que el modelo actual, el Moog 92 es mas tolerante a las inestabilidades.De los resultados de la modelización se puede estimar con gran precisión el comportamiento en régimen permanente y en régimen transitorio de la servoválvula. Se demostró asimismo que la frecuencia propia fundamental de la servoválvula estaba alrededor de los 580 Hz. Esta frecuencia se corresponde con la obtenida en forma de espectro audible en los experimentos iniciales.En el capítulo cinco se analiza con detalle el origen de la perturbación audible de alrededor de 2200 Hz. Después de una serie de experimentos y de analizar los resultados que otros investigadores obtuvieron en sistemas análogos, se llega a la conclusión de que la perturbación de alrededor de 2200 Hz es de origen fluidodinámico, y capaz de excitar uno de los modos de vibración de la armadura. Esta inestabilidad se ve reforzada por un fenómeno de resonancia que es consecuencia de la morfología de la tobera / paleta.Como innovaciones de esta tesis cabe citar:1.- El estudio del flujo entrante paleta/tobera. En este sentido se han definido los modelos de flujo que tienen lugar y los parámetros que los definen: coeficientes de descarga en función de la distancia tobera paleta. Se ha observado que el origen de todas la inestabilidades se localizan cuando el flujo va de paleta a tobera, (flujo entrante). Estos modelos de flujo fueron modelizados mediante volúmenes finitos siendo los resultados obtenidos satisfactorios.2.- La modelización del comportamiento en régimen permanente y régimen transitorio de la servoválvula mediante técnicas de diagramas de enlaces (Bond Graph).3.- La metodología experimental seguida para poner en evidencia que fenómenos son el origen de las perturbaciones audibles, y que factores deben considerarse para minimizar sus efectos. / The PhD focuses on the analysis of the erratic behaviour of the oil hydraulic system installed in a sparkling machine and when operating under some particular conditions.The first chapter describes a set of experiments to find out under which conditions and were the instabilities (audible vibrations) are created. As a result, it is demonstrated that the servovalve is the origin of the instabilities. Some researchers pointed out that flow forces acting onto the servovalve flappers could originate vibrations. It is then decided to measure the discharge coefficients for flow going from nozzle to flapper and from flapper to nozzle, being the aim to better understand the flow models inside the four nozzle two flapper servovalve under study.The discharge coefficients demonstrate that two completely different models of flow appear inside the servovalve. To better understand such flow models a CFD computer modelisation of the nozzle-flapper and flapper-nozzle flows was undertaken, finding out that flow in direction flapper nozzle is prone to be instable. Good agreement was found when comparing discharge coefficients found experimentally and via CFD modelisation. The fourth chapter is dedicated to simulate the complete servovalve behaviour, the simulation is performed using the Bond Graph technique. It is interesting to point out that when the armature of the servovalve was excited with a frequency near the servovalve natural frequency the model gave an over excitation of the servovalve, as it occurs in reality. Such frequency was one of the perturbation peaks measured at the beginning of the study. On the last chapter is analysed experimentally the origin of a second perturbation peak with a frequency of 2200 Hz. Finding out that such instability has a fluid dynamic origin and is created by the flow going from flapper to nozzle. Such perturbation is amplified by the nozzle chamber and it is able to excite some vibration modes of the servovalve armature. The way to overcome such problem would be via preventing the amplification from being created. This main mean whether avoid flow from flapper to nozzle or modifying the nozzle chamber in the nozzles having flapper nozzle flow.

Degut a la tendència a l'increment del preu de la energia, i el seu ús cada cop més estès per aire condicionat en els paisos desenvolupats, els sistemes de refrigeració basats en energia solar tenen cada cop més atractiu. El objectiu final d'aquesta tesi és el desenvolupament d'eines de simulació numèrica pel disseny de màquines de refrigeració per absorció que tinguin la possibilitat de funcionar amb energia solar. Malgrat existeixen en el mercat màquines d'absorció d'aquestes característiques des de fa anys, hi ha una deficiència en el desenvolupament de sistemes de petita capacitat. Els sistemes de petita capacitat impliquen problemes addicionals en el seu disseny (sistemes refrigerats per aire, compacitat ...) que només es poden abordar fent ús d'eines de disseny adequades, tant pel sistema com pels seus components. Tanmateix, hi ha també certa deficiència en la literatura especialitzada en el desenvolupament de models matemàtics adequats per la descripció dels processos de transferència de calor i de massa en les màquines de refrigeració per absorció: àrea mullada en les superfícies d'intercanvi de calor i de massa, paper dels additius, etc. Per aquestes raons aquest treball ha estat enfocat en aquests objectius:- Estudi de processos bàsics de transferència de calor i de massa juntament amb els fenomens fluid-dinàmics implicats en absorbidors de màquines d'absorció. Aquest estudi ha estat fet mitjançant simulacions detallades resolent les equacions de Navier-Stokes sota ertes hipòtesis.- Desenvolupament d'eines de simulació numèrica pel disseny i predicció de sistemes de refrigeració per absorció, aprofitant la informació donada per models més detallats.- Desenvolupament d'eines de simulació numèrica pel disseny dels elements crítics d'intercanvi de calor i de massa de sistemes de refrigeració per absorció (absorbidor, generador, evaporador, condensador) mantenint el càlcul en un raonable temps de CPU. Aquest model recolza el mencionat en el punt anterior.- Desenvolupament de un prototipus de màquina d'absorció, refrigerada per aire, fent servir H2O-LiBr com a fluid de treball, amb les eines numèriques desenvolupades. - Contrastació experimental dels models desenvolupats.- Estudi del funcionament de la màquina d'absorció anteriorment mencionada. - Avaluació dels resultats per millorar els criteris de disseny i optimització del mateix de cara a prototipus de segona generació.Després del desenvolupament d'aquestes eines de simulació numèrica que s'han fet servir per problemes específics sortits en el procés d'estudi d'una màquina en concret, un marc de treball ha estat creat per l'estudi d'altres sistemes de refrigeració per absorció. / Due to the increasing trend of the price of the energy, mainly obtained from fossil combustibles, and its also increasing use for air-conditioning in developed countries, solar cooling has been becoming more attractive from the point of view of economics and environment conservation. The final aim of this thesis is the development of numerical simulation tools for the design of absorption machines with the possibility of being driven by solar energy. Although there are available in the market absorption chillers of such characteristics for years, there is a lack in development of small capacity systems. Small capacity systems imply additional problems of design (air-cooled systems, compactness ...) that only can be afford with adequate design tools for system and components. Moreover, there is also a lack in the specialised literature in the development of adequate mathematical models for the description of the heat and mass transfer processes in absorption machines: wetted area of the heat and mass transfer surfaces, role of additives, complex geometries etc.For these reasons this work has been focused on the following detailed objectives: - Study of basic heat and mass transfer processes together with the fluid-dynamic phenomena implied in absorbers of absorption chillers. This study has beencarried out by means of detailed simulations solving the Navier-Stokes equations under certain hypotheses. - Development of numerical simulation tools for design and prediction of absorption systems, taking advantage of information given by more detailed models. - Development of numerical simulation tools for design of the heat and mass exchange components of absorption systems keeping the calculation in a reasonable CPU time. This model provides of the necessary information for the model mentioned in the previous point.- Development of a prototype of an air cooled absorption machine based on the numerical results obtained from the models.- Validation of the models developed by means of comparison of numerical results and experimental data obtained from the prototypes developed.- Study of the performance of the above mentioned absorption system. - Evaluation of the results in order to improve the design criteria for a second generation of prototypes.After the development of these numerical simulation tools and their applicationin specific problems, a framework has been created for the study of other type of absorption systems.