Um dos grandes desafios da engenharia atualmente é viabilizar soluções computacionais que reduzam o tempo de processamento e forneçam respostas ainda mais precisas. Frequentemente surgem propostas com as mais diversas abordagens que exploram novas formas de resolver tais problemas ou tentam, ainda, melhorar as soluções existentes. Uma das áreas que se dedica a propor tais melhorias é a computação paralela e de alto desempenho - HPC (High Performance Computing). Técnicas que otimizem o tempo de processamento, algoritmos mais eficientes e computadores mais rápidos abrem novos horizontes possibilitando realizar tarefas que antes eram inviáveis ou levariam muito tempo para serem concluídas. Neste projeto propõe-se a implementação computacional de uma arquitetura de computação paralela com o intuito de resolver, de forma mais eficiente, em comparação com a arquitetura sequencial, problemas de Dinâmica dos Fluidos e Interação Fluido-Estrutura e que também seja possível estender esta arquitetura para a resolução de outros problemas relacionados com o Método dos Elementos Finitos. O objetivo deste trabalho é desenvolver um algoritmo computacional eficiente em linguagem de programação científica C++ e CUDA - de propriedade da NVIDIAr - tendo como base trabalhos anteriores desenvolvidos no LMC (Laboratório de Mecânica Computacional) e, posteriormente, com a arquitetura desenvolvida, executar e investigar problemas de Dinâmica dos Fluidos e Interação Fluido-Estrutura (aplicando o método dos Elementos Finitos com Fronteiras Imersas e a solução direta do sistema de equações lineares com PARDISO) com o auxílio dos computadores do LMC. Uma análise de sensibilidade para cada problema é realizada de forma a encontrar a melhor combinação entre o número de elementos da malha de elementos finitos e o speedup, e posteriormente é feita uma análise comparativa de desempenho entre a arquitetura paralela a sequencial. Com uma única GPU conseguiu-se uma considerável redução no tempo para o assembly das matrizes globais e no tempo total da simulação. / One of the biggest challenges of engineering is enable computational solutions that reduce processing time and provide more accurate numerical solutions. Proposals with several approaches that explore new ways of solving such problems or improve existing solutions emerge. One of the biggest areas dedicated to propose such improvements is the parallel and high performance computing. Techniques that improve the processing time, more efficient algorithms and faster computers open up new horizons allowing to perform tasks that were previously unfeasible or would take too long to complete. We can point out, among several areas of interest, Fluid Dynamics and Interaction Fluid-Structure. In this work it is developed a parallel computing architecture in order to solve numerical problems more efficiently, compared to sequential architecture (e.g. Fluid Dynamics and Fluid-Structure Interaction problems) and it is also possible to extend this architecture to solve different problems (e.g. Structural problems). The objective is to develop an efficient computational algorithm in scientific programming language C ++, based on previous work carried out in Computational Mechanics Laboratory (CML) at Polytechnic School at University of São Paulo, and later with the developed architecture, execute and investigate Fluid Dynamics and Fluid-Structure Interaction problems with the aid of CML computers. A sensitivity analysis is executed for different problems in order to assess the best combination of elements quantity and speedup, and then a perfomance comparison. Using only one GPU, we could get a 10 times speedup compared to a sequential software, using the Finite Element with Immersed Boundary Method and a direct solver (PARDISO).

Se propone la metodología RCM (mantenimiento basado en confiabilidad por sus siglas en inglés) como una opción viable para asegurar una correcta gestión de mantenimiento a cada uno de los equipos y componentes asociados a Aire acondicionado de precisión; esta metodología consiste en el desarrollo de un plan de mantenimiento basado en el análisis de fallos de los componentes y la estructuración de las tareas y recursos necesarios para evitar fallas con el fin de hacer el balance de recurso necesario y hacer intervenciones técnica y económicamente viables, que se traduzcan en cero interrupciones del servicio. / Trabajo de suficiencia profesional

Implementa un equipo de climatización de aire en el interior de un bus tipo turismo. Realiza el cálculo de las cargas de enfriamiento y calentamiento, tomando en cuenta todos los aspectos que intervienen en las ganancias de calor, siguiendo la norma ASHRAE para el tratamiento de aire y sus aplicaciones. También se explica la utilización y aplicación de las cartas psicométricas con el fin de determinar la potencia que los equipos deben tener para que los mismos trabajen en determinada locación. Posteriormente se indican todos los equipos con la capacidad necesaria para obtener un ambiente de comodidad, así como también el diseño de los ductos, la cantidad de material para su fabricación y el número de boquillas de salida totales necesarios para la distribución de aire tratado térmicamente en el interior del bus. Finalmente se da a conocer los costos involucrados para la implementación de los sistemas de climatización en el bus. / Trabajo de suficiencia profesional

O estudo do comportamento de fluidos é um antigo domínio das ciências da natureza. Ultimamente, fenômenos de engenharia que eram estudados empiricamente passaram a ser estudados com auxílio computacional. A Dinâmica de Fluidos Computacional (DFC) é a área da ciência da computação que estuda métodos computacionais para simulação de escoamento de fluidos, e muitas vezes é a forma mais prática, ou a única, de se observar fenômenos de interesse no escoamento. Este projeto de Mestrado procurou investigar, no âmbito da simulação de um escoamento bifásico, métodos computacionais para representar a interface entre dois fluidos imiscíveis. A separação dos fluidos por meio de uma interface é necessária para assegurar que, propriedades como viscosidade e densidade, específicas de cada fluido, sejam utilizadas corretamente para o cálculo do movimento de seus respectivos fluidos. Desenvolvemos um método lagrangeano sem a utilização de malhas com o objetivo de suprir algumas restrições de trabalhos prévios. Para representar a interface entre os dois fluidos, este método utiliza uma técnica de reconstrução de superfícies baseada em aproximações de superfícies algébricas de alta ordem. Os resultados numéricos reportados neste documento evidenciam o potencial da nossa abordagem / The study of the behaviour of fluids is an ancient field in natural sciences. Recently, engineering phenomena that were empirically studied started to be done with computacional aid. The Computational Fluid Dynamics (CFD) is the area of science that studies computational methods for computer simulation of fluid flow, and often is the most practical way, or the only, to observe phenomena of interest in flow. This Masters degree project sought to investigate, in the context of the simulation of biphasic flows, computational methods to represent the interface between two immiscible fluids. The separation of fluids by the means of an interface is required to ensure that, during the simulation, the physical properties of a fluid, like density and viscosity (specific of each fluid) are properly used in the calculus of the respective fluid motion. We developed a lagrangean method without the use of mesh with the goal of alleviating some of the previous works restrictions. To represent the interface between the two fluids, this method uses a surface reconstruction technique based on approximations of high order algebraic surfaces. The numerical results reported herein show the potential of our approach

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Prevé mejorar la gestión del agua para riego, al fortalecer la organización de regantes, pues se ha previsto fortalecer al Comité de Regantes de las Comunidades de Santa Ana y Pariapongo. Se enmarca, en los lineamientos generales de la Política de Riego establecidos por el Ministerio de Agricultura, fomentando la difusión y adopción de cambios tecnológicos sostenibles; teniendo como finalidad mejorar la rentabilidad y competitividad de la agricultura bajo riego, mediante el aprovechamiento intensivo y sostenible de las tierras y el incremento de la eficiencia en el uso del agua y así presentar las condiciones técnicas e hidrológicas adoptadas para el diseño de la estructura de almacenamiento de la Laguna Poches. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / El documento digital no contiene resumen de autor. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Expone la ejecución de las obras del Proyecto de Mejoramiento Sanitario de las Áreas Marginales de Lima – Lotes 1, 2 y 3, está constituido básicamente por la construcción de una bocatoma de 10m 3 /s (mas el 20%) de capacidad en el Río Rímac a la altura de Huachipa, una Planta de Tratamiento de 5m 3 /s de capacidad inicial, y una conducción por gravedad a presión denominada Ramal Norte de aproximadamente 27.14 km de longitud, incluyendo 9.5 km de túneles y 4 reservorios de compensación de volúmenes comprendidos entre los 2000 m 3 y los 9000 m 3 de capacidad. La población que específicamente estaría dentro del área a ser beneficiada directamente por el agua proveniente del Ramal Norte seria la ubicada en parte de los distritos de Lurigancho, San Juan de Lurigancho, Comas, Los Olivos y Puente Piedra, y dependiendo del alcance de las obras complementarias, parte de los distritos de Independencia, Carabayllo, San Martin de Porres, Ventanilla y el Callao. La población estimada que se beneficiaría con el proyecto sería del orden de 2 400 000 de habitantes. La arquitectura hidráulica de la Línea de Conducción Ramal Norte; presenta una disposición general constituida por los siguientes componentes: Línea de Conducción, Líneas y Puntos de Derivación, Reservorios de Compensación, Cámara Reductora de Presión. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Presenta los cálculos hidráulicos para la construcción del reservorio para riego con capacidad de 350 m3, así como sus correspondientes obras de arte. Para ello amplia la frontera agrícola de la zona de estudio, dota de una infraestructura de almacenamiento de agua para riego, incrementa la disponibilidad de riego de la comunidad de Miraflores y mejora la distribución y garantiza el agua diaria de campaña agrícola. Además, proporciona información y conceptos de la ingeniería hidráulica, y las herramientas necesarias para el diseño y calculo hidráulico de obras hidráulicas relacionados a la captación, conducción y regulación del recurso agua para la comunidad campesina de Miraflores con la finalidad de almacenar este recurso en un reservorio para así ampliar la frontera agrícola y la eficiencia en el sistema de riego en la comunidad en estudio. / Tesis

El documento digital no refiere un asesor / Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Calcula la red interna de abastecimiento de gas natural y selección del equipo, para que puedan ser utilizados en termas, cocinas y calentador de piscina en hoteles. Para ello elabora el esquema de distribución interna de GN, calcula la red interna de distribución de gas, selecciona de termas y calentador de agua para la piscina del hotel y calcula las caídas de presiones en la red interna de gas natural. / Trabajo de suficiencia profesional

In this work, a DNS code was developed to investigate problems on transition in subsonic compressible boundary layer on a flat plate. Code validation tests were performed for linear and nonlinear stages of transition, on incompressible and compressible regimes. The focus of the present work is to investigate natural transition in subsonic boundary layers modeled by wave packets; and perform a preliminary study of transition induced by white noise. Three main problems were considered, namely, a DNS simulation and analysis of the ex- periment (MEDEIROS; GASTER, 1999b) of wave packet evolution on incompressible boundary layer, the influence of compressibility on wave packet evolution at subsonic Mach numbers and finally, a preliminary study of the evolution of a white noise perturbation in the boundary layer at Mach 0.2 and Mach 0.9. Comparisons between numerical and experimental results show remarkably good agreement in the linear and nonlinear stages, in both, spatial and Fourier spaces. A numerical simulation of this experiment and the analysis carried out is not available in the literature for wave packets in the incompressible boundary layer. The nonlinear modal analysis performed established the existence of tuned fundamental and subharmonic resonance of H-type and K-type in the packet. Influence of compressibility in the wave packet evolution was here investigated in boundary layers at Mach 0.7 and Mach 0.9. There are no works reported in the literature on wave packets in compressible subsonic boundary layer. In the linear regime, the oblique modes were the most unstable for Mach > 0.7, as expected by the results of the literature. In the nonlinear regime, strong streaks were observed, associated with low frequency modes that eventually decay downstream. An isolated wave packet at Mach 0.9 showed nonlinear amplification only in the subharmonic band, which may be associated to H-type or detuned resonance. However this packet has a relatively stable character. On the other hand, at Mach 0.9 spanwise interaction of wave packet pairs were more unstable than the isolated case, because stable modes for the isolated packet evolution becomes unstable in the wave packet interaction. This scenario evidenced the presence of oblique transition. Finally, the nonlinear evolution of the same white noise disturbance at Mach 0.2 and Mach 0.9 were observed to be completely different. In the incompressible boundary layer localized lambda vortex structures were observed, that could be associated to the local presence of H-type and/or K-type resonance. In the compressible regime, longitudinal vortex structures distributed across the entire domain seemed to be linked to oblique transition. In the white noise evolution, compressibility seems to have a stronger effect than in the wave packet evolution. In the conditions considered, the wave packet interaction appear to be a better representation of white noise compressible transition scenario. / No presente trabalho, um código DNS (Direct Numerical Simulation) foi desenvolvido para abordar problemas de transição para turbulência em camada limite subsônica compressível em uma placa plana. Foram realizados testes de validação de código , nos regimes linear e não linear do processo de transição, nos regimes incompressível e compressível. O foco do presente trabalho é estudar transição natural modelada por meio de pacotes de onda em camada limite compressível subsônica, e realizar uma análise preliminar da transição induzida por ruído branco. Três assuntos principais foram considerados: uma simulação DNS e uma análise comparativa com o experimento (MEDEIROS; GASTER, 1999b) sobre a evolução de um pacote de ondas em camada limite incompressível, a influência da compressibilidade na evolução de pacotes de ondas no regime subsônico, e por último, um estudo preliminar da transição induzida por ruído branco em Mach 0.2 e Mach 0.9. As comparações realizadas entre a solução numérica e os dados experimentais mostram uma boa concordância, nos regimes linear e não linear, tanto no espaço físico quanto no espaço de Fourier. A simulação numérica deste experimento e a análise realizada neste trabalho, não são encontradas na literatura para o regime incompressível. A análise modal não linear aplicada aos resultados, permitiu identificar a presença das ressonâncias tipo H e tipo K no pacote de ondas. A influência da compressibilidade na evolução dos pacotes de onda foi estudada em Mach 0.7 e Mach 0.9. Na literatura não há trabalhos sobre pacotes de ondas no regime sub- sônico. No regime linear da transição, os modos oblíquos resultam ser os mais instáveis para Mach > 0.7, como era de esperar, de acordo com os resultados da literatura. No regime não linear, foram observadas estrias de moderada amplitude, associadas com modos de baixa frequência que acabam decaindo. O pacote de ondas em Mach 0.9 apresentou amplificação não linear somente na banda subharmônica, que pode ser associada com transição tipo H ou ressonância dessintonizada. No entanto, o comportamento geral neste regime é estabilizante. Por sua vez, a interação entre pacotes de ondas em Mach 0.9 mostrou um comportamento desestabilizante, pois a interação acaba gerando amplificação não linear em modos que decaem no pacote isolado. Os modos amplificados sugerem a presença do mecanismo de transição oblíqua. Finalmente, a evolução da mesma perturbação constituída por ruído branco em Mach 0.2 e Mach 0.9, resultaram ser completamente diferentes. Na camada limite incompressível foram observados vórtices tipo lambda, que poderiam ser gerados pela presença localizada das ressonâncias tipo H e/ou tipo K. No regime compressível foram observados vórtices distribuidos em todo o domínio, o que sugere a presença da transição oblíqua. Na transição gerada por ruído branco a compressibilidade teve uma influência maior que no pacote de ondas. Nas condições estudadas, a interação entre pacotes de ondas parece ser uma melhor representação do ruído branco no regime compressível.