El presente trabajo de título forma parte del proyecto FONDECYT Flow Dynamics and Arterial Wall Interaction in Realistic Cerebral Aneurysm Models. El objetivo general del trabajo es mejorar la descripción de la mecánica de sólidos en aneurismas cerebrales hecho hasta la fecha en el proyecto, a través de un análisis de sensibilidad de los resultados de simulaciones numéricas sin interacción fluido-estructura (No FSI), modificando parámetros mecánicos y geométricos. El desafío que representa en el área de la Biomecánica el análisis de esta enfermedad motiva a aportar al entendimiento de su evolución y con ello, a la posible prevención de las complicaciones asociadas a la formación, crecimiento y posible ruptura de estas dilataciones anormales de la pared arterial. Mediante programas de diseño gráfico y la implementación de las metodologías realizadas en trabajos previos al presente, se reconstruyeron nueve casos reales de pacientes, entregados por el Instituto de Neurocirugía Asenjo, y se realizaron simulaciones numéricas con el programa computacional ADINA® (Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis), analizando los esfuerzos y deformaciones dados por la forma de la geometría, los valores de presión interna del pulso sanguíneo y externa intracraneal, y por el espesor y modelo de material utilizado en la pared arterial y en el aneurisma. Los resultados muestran que, al considerar una geometría con espesor variable entre arteria y aneurisma, no sólo se obtiene una distribución de esfuerzos diferente en comparación a la simulación con espesor constante de aneurisma, sino también los valores de esfuerzos y deformaciones alcanzados disminuyen en hasta un 76% en el aneurisma, debido a la presencia de una arteria más gruesa, que además opone resistencia al desplazamiento de la geometría. Por otro lado, al utilizar un modelo de material diferenciado en las dos zonas principales de la geometría, se obtienen diferencias menores al 6% en los resultados, al comparar con simulaciones que consideran la presencia de un modelo único de aneurisma. Se concluye entonces que las condiciones de simulación que describen de manera más realista la situación estudiada, incluyen el uso del espesor adecuado en cada zona de la geometría, siendo suficiente para una descripción rápida y acertada el uso de un modelo hiper-elástico de aneurisma (o incluso su aproximación elástica) único en toda la geometría. Se logró cuantificar además, el efecto de otras variables y decisiones al momento de simular, en el estado de esfuerzos y deformaciones de las geometrías analizadas.

El objetivo principal de este trabajo es el estudio numérico (caffa3d.MB) y experimental (PIV) de los campos de velocidad y de temperatura en dominios complejos como los encontrados en las computadoras u otros sistemas electrónicos refrigerados que contengan circuitos impresos (PCB, Printed Circuit Board). La refrigeración es uno de los principales desafíos que estos dispositivos se deben tratar. La disipación del calor de los dispositivos de circuitos electrónicos se ha convertido en una cuestión importante a tener en cuenta durante su diseño. Los PCB son circuitos electrónicos que generan calor por efecto Joule y necesitan ser enfriados. Son cada vez más pequeños y por lo tanto los problemas del calentamiento disminuyen su eficiencia y vida útil. El estudio de la velocidad y los campos de temperatura está estrechamente relacionada con el análisis de la evolución espacial y temporal de las estructuras de flujo que se encuentran en las cavidades cerradas que contiene PCB y con el entendimiento de la influencia de la geometría, la velocidad de entrada de fluido y temperatura de la placa en el proceso de enfriamiento del PCB. / The main objective of this work is the numerical (caffa3d.MB) and experimental (PIV) study of the velocity and temperature fields in complex domains like those encountered in computers or other electronic refrigerated systems with printed circuit board (PCB). Cooling is one of the main challenges these devices have to deal with. Heat removal from the electronic circuit devices has become an important issue to take into account during their design. PCB's are electronic circuits that generate heat by Joule effect and need to be cooled down. They are becoming smaller and therefore some warming problems appear that lowers their efficiency and lifespan. The study of the velocity and temperature fields is closely connected with the analysis of the spatial and temporal evolution of the flow structures found in PCB enclosed cavities and with the understanding of the influence of the geometry, the inlet fluid velocity and plate temperature in the cooling process of the PCB.

“Sistemas de protección individual contra caídas: Legislación, definiciones y equipos”. Dentro del sector de la construcción, el riesgo de caída a distinto nivel en trabajos de altura supone un elevado número de accidentes mortales, que en muchos casos son debidos al desconocimiento de los sistemas de protección o a una incorrecta elección de sus componentes. Desde el punto de vista normativo UNE-EN 363:2099 Sistemas de protección individual contra caídas, describe y detalla cinco sistemas normalizados en el campo de los trabajos en altura con protección individual: retención, sujeción, acceso mediante cuerda, anticaídas y salvamento. Con esta publicación se pretende mejorar la seguridad de los trabajadores expuestos a riesgos por caída de altura, estableciendo los criterios de selección y verificación de los requisitos d cada componente que forma un sistema de protección individual contra caídas. “Sistemas de protección individual contra caídas: Simulación numérica”. Este artículo analiza variables geométricas que afectan al comportamiento del sistema, como la altura de caída libre y la longitud de la cuerda de retención. También analiza otros parámetros: la rigidez y amortiguamiento del material de retención, y el peso del operario. A tal fin, el fenómeno ha sido simulado con modelos dinámicos de elementos finitos mediante una cuerda elástica (sin rigidez a compresión) y un lastre rígido, variando los parámetros citados. Ello permite obtener valores verosímiles de las máximas fuerzas sobre el accidentado y sobre el sistema durante el impacto, y su duración. Los resultados demuestran el papel fundamental de la proporción entre altura de caída y longitud de cuerda (factor de caída) sobre las variables del impacto, más determinante que la propia altura de caída. Las elevadas fuerzas máximas obtenidas (crecientes con la rigidez, con la masa del lastre y con el amortiguamiento) indican la necesidad de incluir en el modelo absorbedores de energía elastoplásticos, en futuras investigaciones, con el fin de disminuir el impacto a valores razonables. En el apartado correspondiente a trabajos no publicados se presentan los resultados y conclusiones referidas al sistema con absorbedor de energía integrado. “Soft retention in height fall safety devices”. En este trabajo se analizan tres sistemas de seguridad: protecciones colectivas como las redes de seguridad (tipo V) o los sistemas provisionales de protección de borde (barandillas de clase C) y los sistemas de protección individual anticaídas (con arnés). Varios de los dispositivos de seguridad para evitar caídas de altura en las obras de construcción implican la absorción de energía cinética debido a los impactos. Es el caso de algunos sistemas de protección colectiva como redes de seguridad y las protecciones provisionales de borde y otros sistemas de protección personal contra caídas. Es en este último apartado donde la doctoranda realiza su aportación más relevante a este artículo, en colaborando con otros investigadores en el mismo campo que realizan desarrollos sobre sistemas de protección colectiva contrastándolos con los desarrollos en cuanto a sistemas de protección personal. En este trabajo, se hace una discusión sobre tres variables (energía cinética, desaceleraciones del cuerpo y la deformación del sistema) para los dispositivos de seguridad citados en la parte superior con los resultados y conclusiones de los estudios originales que muestran algunas incoherencias y requisitos inadecuados en las normas actuales. Estas normas se podrían mejorar en futuras revisiones con el fin de garantizar suficientes deceleraciones y fuerzas bajas en los procesos de retención de caída.

La siguiente tesis realiza una simulación numérica de un termocompresor utilizando el software “SOLIDWORKS” tanto para el apartado de dibujo CAD como para la simulación CFD. También, se propone una metodología para calcular las dimensiones geométricas y el peso de cualquier termocompresor validado con tablas comerciales de estos dispositivos. El análisis fluidodinámico muestra el comportamiento de los flujos dentro del termocompresor en especial las magnitudes de presión y numero de Mach. La magnitud de presión alcanza el vapor requerido de 0,25 MPa a la salida del termocompresor y el número de Mach alcanza el valor cercano a 1 en el cuello del difusor generando la onda de choque a la salida de la zona de mezclado el cual reduce la perdida de energía debido a este fenómeno. Se realiza la comparación se los resultados con los de otros trabajos para validar la simulación realizada.

La presente investigación se centra en la generación de mapas de peligro por la simulación del vertido de relaves por rotura de la presa del depósito de relaves en estado pulpa ubicada en el distrito de Chocó, en Colombia mediante un modelo hidrológico – hidráulico, y la posterior clasificación de los mapas de inundación y velocidad en niveles de peligrosidad. Este tipo de simulaciones requieren de un modelo numérico capaz de analizar y desarrollar el comportamiento de un flujo hiperconcentrado en la llanura de inundación aguas abajo. Las ecuaciones que controlan el movimiento de estos tipos de flujos son las aplicadas para fluidos no newtonianos, los cuales están controlados por los parámetros reológicos, como: viscosidad dinámica, esfuerzo de fluencia y la tasa de corte. Es por ello que se ha escogido el software FLO-2D el cual cuenta con facilidad de ingreso de datos y geometría, estabilidad de rutina computacional y la facilidad de lectura de archivos de salida. Los resultados obtenidos de la simulación en el distrito de Chocó muestran de manera didáctica la delimitación de zonas de riesgo de acuerdo a la clasificación de peligro en torno a velocidades y tirantes máximos. Eso nos permitió reconocer las estructuras que comprendidas en las zonas de alto riesgo. Estos mapas de peligro servirán como herramientas para evaluaciones de alcance social, ambiental y económico y la consideración y elección de medidas a corto, mediano y largo plazo, y de carácter tanto estructural, como no estructural. / This research focuses on the generation of hazard maps by simulating the discharge of tailings due to breakage of the dam of the pulp tailings deposit located in the Chocó district, in Colombia, using a hydrological-hydraulic model, and the subsequent classification of the flood and speed maps in danger levels. These types of simulations require a numerical model capable of analyzing and developing the behavior of a hyperconcentrated flow in the downstream floodplain. The equations that control the movement of these types of flows are those applied for non-Newtonian fluids, which are controlled by the rheological parameters, such as: dynamic viscosity, creep stress and the shear rate. That is why the FLO-2D software has been chosen which has ease of data entry and geometry, computational routine stability and ease of reading output files. The results obtained from the simulation in the Chocó district didactically show the delimitation of risk areas according to the hazard classification around maximum speeds and braces. This allowed us to recognize the structures included in high risk areas. These hazard maps will serve as tools for evaluations of social, environmental and economic scope and the consideration and choice of short, medium and long-term measures, both structural and non-structural. / Tesis

El fenómeno de un transitorio en oleoductos Ante un cambio en el régimen de operación en la instalación se generan ondas de presión, las cuales pueden originar la rotura de las cañerías del sistema y el consecuente derrame del fluido, causando perjuicios económicos y daño ecológico, posiblemente irreversible. El trabajo aquí desarrollado es de aplicación directa en estaciones de bombeo, oleoductos y acueductos, de características físicas variables. Se estudia en particular el efecto causado por el funcionamiento defectuoso o la operación incorrecta de válvulas, o bien la parada simultánea de una o más bombas de la estación de bombeo, durante el transporte a granel de petróleo crudo desde una estación marítima hacia el buque tanque. La utilización de métodos numéricos permite modelar la instalación física y simular el funcionamiento de las estaciones de embarque en su conjunto, encontrando, en forma aproximada, cuales serían los medios físicos a aplicar, o las condiciones de operación a observar, para evitar la rotura en alguna sección o tramo de la tubería de embarque, como así también la protección de los elementos contra posibles daños o roturas de las bombas o sistemas de control. En el trabajo se incluyen las ecuaciones simplificadas de Michaud y Joukowsky acopladas a las de Saint Venant, y las condiciones de estabilidad numérica, implementándose el Método de las Características para la solución del sistema de las ecuaciones hiperbólicas. Se simula el efecto de un transitorio en las bombas, determinando la incidencia de la inercia de las masas en rotación y los efectos de la rugosidad en el flujo del fluido, así como el rozamiento entre el fluido y la tubería para diferentes condiciones físicas. Como complemento, se modela una válvula del tipo de ruptura, cuya característica son ocho pétalos actuando en la sección de corte, y en el caso particular de doble acción, sugiriéndose su instalación como medio de prevención efectiva ante una sobre presión en la línea de transporte de fluido a granel. Los algoritmos de cálculo están en código FORTRAN 90 para la simulación numérica, estableciéndose las condiciones de trabajo y de contorno físicas reales e implícitamente las de estabilidad del sistema. Para la simulación del movimiento del fluido en el tramo de instalación de las válvulas de regulación y de éstas en particular, las válvulas de pétalo y compensada, se utiliza la respuesta del movimiento generado por 'frames', utilizando Mathematica ®3.0 y 3D Studio ®4.0; la información posteriormente es procesada con Adobe Photoshop ®4.0 y Adobe Premier®4.2. / Transients in engineering systems: pipelines, valves and pumps. Waves of pressure are generated with changes in the operation regime of the system which can cause the breaking of the pipe and the consequent spilling of the fluid, causing economic and ecological damage, possibly irreversible. The work here presented is of direct application to pumping stations for water and oil pipelines with variable physical characteristics. The effects studied include those caused by faults or incorrect operation of valves and the sudden stoppage of the pumping station, during the transport of crude oil, from a coastal storage to a ship. The use of numerical methods allows modeling the physical installation and simulating the operation of the oil pumping stations as a whole, finding the physical constraints to apply, or the operational conditions to observe, in order to avoid damages to the system components, and also to study safety elements that could avoid damages to the system. The calculation method proposed by Allievi is used, coupled with Saint Venat's equations and the simplified equations of Michaud and Joukowsky. The Method of Characteristics is also implemented for the solution of the system of the hyperbolic equations, with due consideration of the stability limits. The effect of the water hammer on the pumps is simulated, determining the incidence of the polar moment inertia of the rotating masses and of surface roughness on the flow, as well as the friction between the fluid and the pipe for different physical conditions. In addition, an eight-petal check valve is modeled, of the double-acting type, and its installation is recommended as a means of preventing spillage of fluid in case of a pipe break. The calculation algorithms for the numerical simulations are written in FORTRAN 90 Code and Mathematica ®3.0 Code, using as databases the technical specifications for the different types of valves and pumps and the installation data mentioned above. For the numerical simulation, the operating and boundary conditions are set as per the physical system, and system stability conditions are also included. For the flow simulation in the system section containing the regulation valves, and in particular the petal and compensated valves, the output of the generated motions of frames is used, applying Mathematica ®3.0, Corel ®7.0 and 3D Studio ®4.0. Later on the digital information is processed with Adobe Photoshop ®4.0 and Adobe Premier®4.2.

En el presente trabajo se ha realizado una contribución al estudio de la cuantificación de la radiación de las paredes de la estructura en sistemas de caja cerrada, estableciendo una relación de la respuesta vibroacústica de este tipo de sistemas radiantes con las características del material de construcción, tales como el modulo de Young, el amortiguamiento, o la densidad. Para abordar el problema se plantea el acople mecano-acústico entre los diferentes elementos del sistema radiante. Idealmente, en los sistemas radiantes compuestos de altavoces montados sobre un recinto acústico o caja, las paredes de la caja deberían de ser infinitamente rígidas y con movimiento nulo. Sin embargo, en la realidad la experiencia demuestra que las paredes se comportan como placas vibrantes bajo la acción de las presiones interiores y contribuyen a la radiación final de sonido del sistema, sobre todo en el rango de las bajas frecuencias. Para conseguir el objetivo propuesto, en primer lugar se han realizado una serie de medidas experimentales sobre unos modelos de caja cerrada con y sin altavoz. En la fase experimental se ha estudiado el comportamiento vibracional de las paredes de la estructura mediante análisis modal y medidas de vibración, y la respuesta sonora del sistema altavoz, aire interior y estructura, acoplado mediante medidas de presión e intensidad acústicas. A continuación, y en base a los resultados experimentales, se han implementado unos modelos numéricos de un sistema altavoz, aire interior y estructura. Se concluye que la estructura colorea la respuesta sonora del sistema en todo el rango de frecuencia estudiado, debido a resonancias o vibraciones forzadas de la misma. / Segura Alcaraz, JG. (2009). Cuantificación de la radiación de la estructura en sistemas de caja cerrada [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4343

Tesis por compendio / El modelado y la simulación de la interacción dinámica entre el pantógrafo y la catenaria se ha convertido en una herramienta imprescindible para agilizar el proceso de diseño de catenarias ferroviarias ya que, entre otras ventajas, es posible reducir el número necesario de los tan costosos ensayos experimentales en vía. Para la realización de dichas simulaciones numéricas, la catenaria se modela mediante el método de los Elementos Finitos, mientras que el modelo del pantógrafo es de parámetros concentrados. La interacción entre ambos sistemas se trata con un método de penalti. Tras resolver el problema no lineal de configuración inicial, la ecuación del movimiento se linealiza, y se resuelve con la técnica HHT. Sin embargo, el aflojamiento de las péndolas y los despegues del pantógrafo son dos fuertes no linealidades que deben ser consideradas en la resolución del problema dinámico, aunque aumenten notablemente el coste computacional de cada simulación. Los objetivos principales de esta Tesis son encontrar catenarias óptimas en términos de calidad de captación de corriente y analizar los efectos de los errores de montaje de la catenaria. Para alcanzarlos, es necesario realizar un número elevado de simulaciones de la interacción dinámica entre pantógrafo y catenaria, cuyo coste computacional puede llegar a ser prohibitivo. Para reducir el coste computacional, la primera propuesta se basa en el cálculo de una solución paramétrica de la interacción dinámica entre pantógrafo y catenaria, para cualquier valor de las variables de diseño, por medio de la técnica Proper Generalised Decomposition (PGD). Si las longitudes de las péndolas son consideradas como variables de diseño, la aplicación de este método resulta exitosa en el caso del problema de equilibrio estático, pero no en el caso del dinámico, donde se considera que las péndolas no transmiten fuerzas a compresión. La solución del problema resulta muy sensible ante pequeños cambios de las variables y por tanto, se requiere de un elevado número de modos PGD para tener una solución paramétrica de suficiente precisión. La segunda propuesta consiste en el desarrollo de una estrategia para resolver el problema de interacción dinámica con la que se reduzca considerablemente el tiempo de cálculo. El algoritmo propuesto se divide en dos fases y se basa en pasar los términos no lineales a la parte derecha de la ecuación de la dinámica del sistema. Tras el cálculo y almacenamiento de la respuesta ante fuerzas unitarias, en la segunda etapa del método, el tratamiento de las no linealidades se condensa en un sistema de ecuaciones pequeño cuyas incógnitas son las fuerzas relacionadas con dichas no linealidades, en vez de los desplazamientos nodales globales. Con este algoritmo eficiente, es posible llevar a cabo la optimización de la geometría de catenarias ferroviarias. En concreto, la altura del cable de contacto y la separación entre péndolas son los parámetros de diseño a optimizar para obtener así una captación de corriente óptima. El problema de optimización se resuelve mediante un Algoritmo Genético clásico, y se aplica a diferentes tipos de catenarias. Los resultados obtenidos indican que un diseño óptimo de la geometría puede mejorar notablemente la captación de corriente de las catenarias actuales. Finalmente, se estudia la influencia que tienen los errores de montaje de la catenaria en el comportamiento dinámico del sistema. Con un planteamiento estocástico, se considera variabilidad en la longitud de las péndolas, en la separación entre ellas y en la altura de los soportes. Mediante la aplicación un método clásico de Montecarlo, se propaga la incertidumbre a las magnitudes de interés y se obtiene su función de densidad de probabilidad. Los resultados muestran que los errores cometidos en la colocación de las péndolas apenas influyen en la respuesta del sistema, mientras que errores en l / Modelling and simulation of the dynamic interaction between pantograph and catenary has become a powerful tool to expedite the catenary design process since, among other advantages, it helps in reducing the number of the costly experimental in-line tests. In order to tackle these numerical simulations, in this Thesis the catenary system is modelled by the Finite Element technique, while a simple lumped-mass model is used for the pantograph. The interaction between the two systems is accomplished with a penalty formulation. After solving the initial nonlinear configuration problem, the equation of motion is linearised with respect to the static equilibrium position and it is then solved by applying the Hilber-Hughes-Taylor (HHT) time integration method. However, dropper slackening and pantograph contact losses are two sources of nonlinearities which must be considered in the solution procedure at the expense of an increase in the computational cost. The main objectives of this Thesis are both to find optimal catenaries in terms of current collection quality and to analyse the effect of installation errors in the dynamic behaviour of the system. To achieve these goals, it is mandatory to perform a large number of pantograph-catenary dynamic simulations for which the computational cost can become prohibitive. In order to reduce this computational effort, the first proposal made in this Thesis is to precompute a parametric solution of the pantograph-catenary dynamic interaction for all values of the design variables, by means of the Proper Generalised Decomposition (PGD) technique. If dropper lengths are considered as design variables, this parametric approach is successful when applied to the static equilibrium problem. Nevertheless, in the dynamic case, when dropper slackening is considered, the solution exhibits a great sensitivity to small changes in the parameters and therefore, a huge number of PGD modes are required to obtain the parametric solution with enough accuracy. The impossibility of having a parametric solution leads the author to propose a fast strategy to simulate the dynamic interaction problem, providing remarkable saves in computational cost. The method is divided into two stages which are based on moving the nonlinear terms to the right hand side of the dynamic equation. In the first stage, the response of the system under unitary forces is precomputed and stored. Then, in the second stage of the method, the treatment of the nonlinearities is condensed into a small system of equations, whose unknowns are now the forces associated with the nonlinearities instead of the nodal displacements of the whole system. With this proposed algorithm, it is possible to carry out efficient optimisations of the catenary geometry. Specifically, contact wire height and dropper spacing are considered as design variables in order to obtain the most uniform interaction force that leads to the optimal current collection. The optimisation problem is solved by means of a classic Genetic Algorithm, applied to both simple and stitched catenaries. The results obtained show that an optimal catenary design can remarkably improve the current collection quality of the actual catenaries. Finally, the influence of the installation errors on the dynamic behaviour of the system is analysed under a stochastic approach in which variability in dropper length, dropper spacing and support height are involved in the simulations. The use of a Monte Carlo method allows the propagation of the uncertainty to the magnitudes of interest of the dynamic solution and therefore, to obtain their probability density function. The results of Monte Carlo simulations demonstrate that dropper spacing errors are slightly influential, whilst dropper length and supsupport height installation errors have a strong influence on the dynamic behaviour of the system. / El modelatge i la simulació de la interacció dinàmica entre el pantògraf i la catenària ha esdevingut en una ferramenta imprescindible per a agilitzar el procés de disseny de catenàries ferroviàries degut, entre altres coses, a la possibilitat de reduir el nombre dels tan costosos assajos experimentals en via. Per a la realització d'aquestes simulacions numèriques, la catenària es modela mitjançant el mètode dels Elements Finits, mentre que el model de pantògraf és de paràmetres concentrats. La interacció entre ambdós sistemes es tracta amb un mètode de penalti. Després de resoldre el problema no-lineal de configuració inicial, l'equació del moviment es linealitza i es resol amb la tècnica HHT. Tanmateix, l'afluixament de les pèndoles a compressió i la pèrdua de contacte del pantògraf són dues fortes no-linealitats que han de ser considerades en la resolució del problema dinàmic, malgrat l'augment que produeixen del cost computacional de cada simulació. Els objectius principals d'aquesta Tesi són trobar catenàries òptimes en termes de qualitat de captació de corrent i analitzar els efectes dels errors de muntatge de la catenària. Per a assolir-los és necessari realitzar un nombre elevat de simulacions de la interacció dinàmica entre pantògraf i catenària, el que pot comportar un cost computacional prohibitiu. Per tal de reduir el cost computacional, la primera proposta consisteix a calcular una solució paramètrica del problema d'interacció dinàmica entre pantògraf i catenària, per a qualsevol valor de les variables de disseny, mitjançant la tècnica Proper Generalised Decomposition (PGD). Si les longituds de les pèndoles es consideren com a variables de disseny, l'aplicació d'aquest mètode és exitosa en el cas del problema d'equilibri estàtic, però no en el cas del dinàmic, on es considera que les pèndoles no poden transmetre força a compressió. La solució del problema és molt sensible a xicotets canvis de les variables i per tant, es necessita un elevat nombre de modes PGD per a obtenir una solució paramètrica amb suficient precisió. La segona proposa consisteix en el desenvolupament d'una estratègia per a resoldre el problema d'interacció dinàmica que reduïsca considerablement el temps de simulació. L'algoritme proposat es divideix en dues fases i es basa a moure els termes no lineals a la part dreta de l'equació de la dinàmica del sistema. Després de calcular i s'emmagatzemar la resposta del sistema a forces unitàries, en la segona etapa del mètode, el tractament de les no linealitats es condensa en un xicotet sistema d'equacions les incògnites del qual passen a ser forces en compte de desplaçaments. Amb aquest algoritme eficient, s'ha pogut realitzar l'optimització de la geometria de catenàries ferroviàries. En concret, l'altura del cable de contacte i la separació entre pèndoles es consideren com a paràmetres a optimitzar per a obtenir una òptima captació de corrent. L'optimització es porta a terme mitjançant un Algoritme Genètic clàssic, i s'aplica a diferents tipus de catenàries. Els resultats obtinguts indiquen que un disseny òptim de la geometria pot millorar notablement la captació de corrent de les actuals catenàries. Finalment s'estudia la influència que tenen les errades de muntatge de la catenària en el comportament dinàmic del sistema. Aquest plantejament estocàstic considera variabilitat en la longitud de les pèndoles, la separació entre aquestes i l'altura dels suports. Per mitjà d'un mètode clàssic de Montecarlo, es propaga la incertesa a les magnituds d'interés i s'obté la seua funció de densitat de probabilitat. Els resultats mostren que hi ha molt poca influència per part de les errades comeses en la col·locació de les pèndoles, mentre que errades en la longitud de les pèndoles i en l'altura dels suports sí que influeixen considerablement en el comportament dinàmic del sistema. / Gregori Verdú, S. (2018). Efficient simulation of the pantograph-catenary dynamic interaction. Catenary optimisation and installation error analysis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/104507 / Compendio

El objetivo global del estudio que esta memoria de tesis presenta consiste en evaluar la viabilidad de aplicar nuevos materiales absorbentes del sonido que intentan, por un lado, ser una alternativa a los clásicamente utilizados (como las lanas minerales) y, por otro, ofrecer una solución a una de las problemáticas actuales más importantes, como es el dar salida a los productos de desecho de las industrias textiles mediante el reciclado. Para ello, se han estudiado algunos de los parámetros que permiten caracterizar el comportamiento acústico de los materiales absorbentes del sonido (tales como la impedancia acústica, el coeficiente de absorción acústica y la resistencia específica al flujo, entre otros). También se han descrito diversos métodos de medida experimentales utilizados para obtener estos parámetros acústicos. De los métodos presentados en este trabajo, se ha centrado la atención en los basados en el tubo de impedancia acústica (o tubo de Kundt). Esta técnica presenta ventajas, como la de requerir sólo un pequeño espacio en laboratorio así como probetas de los materiales a estudiar no demasiado grandes. El estudio se ha asentado sobre tres pilares fundamentales: modelización matemática, caracterización acústica de materiales y simulación numérica. En primer lugar, tras repasar los principales modelos y teorías utilizados en la evaluación acústica de los materiales absorbentes sonoros de tipo poroso y fibroso, se propone un nuevo modelo matemático y se demuestra su validez para el tipo de materiales estudiados. Con respecto a la caracterización acústica, se han realizado diversas campañas de mediciones con el fin de obtener el coeficiente de absorción acústica y la resistencia específica al flujo de diversos materiales. Por último se aplica, mediante un programa informático basado en el método de los elementos finitos, la técnica de la simulación numérica con el fin de contrastar los resultados obtenidos experimentalmente, así como para la evaluación de un / Juliá Sanchis, E. (2008). Modelización, simulación y caracterización acústica de materiales para su uso en acústica arquitectónica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2932

[EN] Fibre reinforced polymer composites, represent a great technological advance and are present in many objects in our lives. Composites stand out for their excellent mechanical properties and low weight compared to other materials. Nevertheless, composites have generated serious environmental problems, due to their non-biodegradable nature and petroleum-based origin. In the context of sustainable development, an increasing environmental consciousness has encouraged the researchers to develop environmentally friendly polymers and composites. The purpose of this Ph.D. Thesis is to manufacture and characterise Green Composites, derived from renewable resources, a natural fibre woven fabric of flax and a bio-based epoxy resin, by means of Liquid Composite Moulding Processes (LCM Processes). The methodology used involves experimental techniques of Thermogravimetric Analysis (TGA), Morphological Analysis (Scanning Electron Microscopy-SEM), Mechanical Analysis, measurement of the permeability of the reinforcement, and water absorption process. Natural fabric and bioresin are characterised from the point of view of the composite manufacture, with the objective of assessing their characteristics for use as reinforcement and matrix. The impregnation and compaction behaviour of the reinforcement in the manufacturing stages has been evaluated with the experimental measurement of its permeability, and by means of compression tests. Bioresin cure kinetics model has been obtained and proposed from the results of thermal degradation process of the cure resin, through TGA analysis. Mechanical, thermal and water absorption behaviour of Green Composites have been characterised. Tensile and flexural mechanical properties have been assessed as a function of fibre volume fraction. Composites have been immersed in water to study their water absorption behaviour and its effect on mechanical properties, including morphological analysis. The thermal analysis (TGA) has shown that thermal stability of natural fabric and composite, is assured during the manufacture and the service life. The validation of the results of the reinforcement and matrix characterisation has been carried out using a commercial software of LCM processes simulation to composite manufacture. It can be concluded that the methodology proposed has permitted the suitable study and assessment of the materials and composite. It is possible that Liquid Composite Moulding Processes could be used to manufacture green composites successfully, with renewable flax fibre and bioepoxy matrix. Their good mechanical properties and water absorption behaviour, become green composites in a potential sustainable alternative to replace traditional synthetic composites, as glass fibre reinforced composites, to the use in certain engineering applications. / [ES] Los materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras "Composites", representan un gran avance tecnológico y están presentes en multitud de objetos en nuestra vida. Destacan por sus buenas propiedades mecánicas y su reducido peso, en comparación a otros materiales. Sin embargo, han generado graves problemas medioambientales, debido a su naturaleza no biodegradable y a su origen derivado del petróleo. En el contexto del desarrollo sostenible, el aumento de la conciencia medioambiental, ha animado a los investigadores a desarrollar polímeros y composites respetuosos con el medio ambiente. El propósito de la presente Tesis Doctoral es fabricar y caracterizar Green Composites, desarrollados a partir de recursos renovables, un tejido de fibra natural de lino y una bioresina epoxi, mediante procesos de transferencia de resina líquida-Procesos LCM. Para ello, se ha utilizado una metodología basada en técnicas experimentales de análisis termogravimétrico (TGA), análisis morfológico (microscopía electrónica de barrido-SEM), análisis mecánico, medida de la permeabilidad del refuerzo, y proceso de absorción de agua. El tejido natural y la bioresina se caracterizan desde el punto de vista de la fabricación del composite, con el objetivo de estudiar sus características para su uso como refuerzo y matriz. El comportamiento del refuerzo en las etapas de impregnación y compactación se ha evaluado con la medida experimental de su permeabilidad, y mediante ensayos de compresión. Se ha obtenido y propuesto modelo de la cinética de la reacción de curado de la bioresina, a partir de los resultados del proceso de descomposición térmica de la resina curada con análisis TGA. Los Green Composites se han caracterizado en base a su comportamiento mecánico, térmico y de absorción de agua. Se han estudiado sus propiedades mecánicas a tracción y flexión en función del contenido en fibra. Los composites han sido sometidos a un proceso de absorción por inmersión en agua, para estudiar su comportamiento y su efecto en las propiedades mecánicas, incluyendo el análisis morfológico. El análisis térmico (TGA) ha mostrado que la estabilidad térmica del tejido natural y del composite, está garantizada durante la fabricación y vida en servicio. Los resultados de la caracterización del refuerzo y matriz han sido validados en un software comercial de simulación de procesos LCM para la fabricación de composites. Se puede concluir que la metodología propuesta ha permitido la correcta caracterización de los materiales y del composite. Es posible fabricar con éxito mediante procesos de transferencia de resina líquida Green Composites, a partir de fibra de lino en matriz epoxi de origen renovable. Sus buenas propiedades mecánicas y su comportamiento ante la absorción de agua, los convierte en una potencial alternativa sostenible para reemplazar a tradicionales composites sintéticos, como los reforzados con fibra de vidrio, en ciertas aplicaciones de uso en ingeniería. / [CA] Els materials compostos de matriu polimérica reforçats amb fibres "Composites", representen un gran avanç tecnològic i estan presents en multitud de objectes de la nostra vida. Destaquen per les seues bones propietats mecàniques i el seu reduït pes, en comparació a altres materials. No obstant això, han generat greus problemes mediambientals, per la seua naturalesa no biodegradable i al seu origen derivat del petroli. En el context del desenvolupament sostenible, el augment de la consciència mediambiental, ha animat els investigadors a desenvolupar polímers i composites respectuosos amb el medi ambient. El propòsit de la present Tesi Doctoral és fabricar i caracteritzar Green Composites, desenvolupats a partir de recursos renovables, un teixit de fibra natural de lli i una bioresina epoxi, mitjançant processos de transferència de resina líquida-Processos LCM. Per a això, s'ha utilitzat una metodología basada en tècniques experimentals d'anàlisi termogravimètric (TGA), anàlisi morfològic (microscòpia electrònica de rastreig - SEM), anàlisi mecànic, mesura de la permeabilitat del reforç, i procés d'absorció d'aigua. El teixit natural i la bioresina es caracteritzen des del punt de vista de la fabricació del composite, amb l'objectiu d'estudiar les seues característiques per al seu ús com a reforç i matriu. El comportament del reforç en les etapes d'impregnació i compactació s'ha avaluat amb la mesura experimental de la seua permeabilitat, i per mitjà d'assaigs de compressió. S'ha obtingut i proposat model de la cinètica de la reacció de curat de la bioresina, a partir dels resultats del procés de descomposició tèrmica de la resina curada amb anàlisi TGA. Los Green Composites s'han caracteritzat en base al seu comportament mecànic, tèrmic i d'absorció d'aigua. S'han estudiat les seues propietats mecàniques a tracció i flexió en funció del contingut en fibra. Els composites han sigut sotmesos a un procés d'absorció per immersió en aigua, per a estudiar el seu comportament i el seu efecte en les propietats mecàniques, incloent l'anàlisi morfològic. L'anàlisi tèrmic (TGA) ha mostrat que la estabilitat tèrmica del teixit natural i del composite, està garantida durant la seua fabricació i vida útil. Els resultats de la caracterització del reforç i matriu han sigut validats en un software comercial de simulació de processos LCM per a la fabricació de composites. Es pot concloure que la metodologia proposta ha permés la correcta caracterització dels materials i del composite. És possible fabricar amb èxit Green Composites, mitjançant processos de transferència de resina líquida, a partir de fibra de lli en matriu epoxi d'origen renovable. Les seues bones propietats mecàniques i el seu comportament davant l'absorció d'aigua, els convertixen en una potencial alternativa sostenible per a reemplaçar a tradicionals composites sintètics, com els reforçats amb fibra de vidre, en certes aplicacions d'ús en enginyeria. / Muñoz Dominguez, E. (2016). Fabricación y Caracterización de Green Composites con Bioresina y Tejido de Fibra Natural de Lino mediante Moldeo por Transferencia de Resina [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61299