A estratégia da política pública de longo prazo para o setor aeroespacial compreende, historicamente, uma variável fundamental para organização e desenvolvimento dessas atividades em todos países que contam com esses segmentos industriais, inclusive o Brasil. A partir de meados dos anos 2000, a retomada das políticas industriais setoriais, como diretriz para o desenvolvimento econômico no Brasil, marcou um novo cenário em relação aos anos 90, com a implementação de estratégias baseadas nas características e nos desafios para as atividades. Essas novas diretrizes envolveram também o setor aeroespacial. O tema do presente trabalho é a estratégia para o Setor Aeroespacial Brasileiro, entendida como a apreciação das escolhas e objetivos da política industrial. O problema de pesquisa, por sua vez, consiste na análise comparada da estratégia brasileira e na formulação de considerações para uma avaliação abrangente da política, tendo como referência a experiência canadense. O objetivo do estudo é comparar a concepção estratégica para o setor aeroespacial estabelecido no Brasil pela Política de Desenvolvimento Produtivo (PDP) em 2008 em relação National Aerospace and Defence Framework (NADF), que foi instituída no Canadá, em 2005. A justificativa para escolha da referência canadense é fundada nas semelhanças em relação orientação da produção e características configuração setorial. Nesse contexto o estudo descreve a evolução e apresenta as especificidades do sistema de produção aeroespacial do Brasil e do Canadá; analisa as diretrizes políticas e estratégias para o setor, empreendidas pelos países, tendo como referência os objetivos de política setorial; e compara os programas e ações para o setor, desenvolvidos no contexto da PDP (Brasil) e da NADF (Canadá). Entre as constatações derivadas da análise podemos destacar as diferenças no conceito de autonomia associados à políticas empreendidas no Brasil e no Canadá; a participação das médias empresas e das subsidiárias estrangeiras no tecido produtivo; e a configuração da infraestrutura e serviços de apoio entre os países. Particularmente, em relação às políticas, há diferenças importantes em relação aos objetivos; requisitos e forma de seletividade das ações; e articulação dos instrumentos para consecução dos objetivos. Entre as considerações críticas para avaliação da política no Brasil, formuladas com base experiência canadense, destacam-se a ausência de um projeto integrado para o setor aeroespacial e definição de metas em relação às variáveis básicas de performance da atividade industrial; o foco excessivo nos produtos e a pouca ênfase nos processos de construção de competências para inserção nas cadeias internacionais de valor; e a visão limitada dos elementos institucionais necessários para viabilizar a produção aeroespacial no longo prazo. / The strategy of long-term public policy for the aerospace sector comprises Historically, a key variable for organization and development of these activities in all countries that have these industry segments, including Brazil. From the mid 2000s, the resumption of sectorial industrial policies, as a guideline for economic development in Brazil, marked a new scenario for the years 1990, with the implementation of strategies based on the characteristics and challenges for the activities. These new guidelines also involved the aerospace sector. The theme of this work is the strategy for the Brazilian Aerospace, understood as the appreciation of the choices and goals of industrial policy. The research problem, in turn, is the comparative analysis of Brazil\'s strategy and the design considerations for a comprehensive policy, with reference to the Canadian experience. The objective is to compare the strategic design for the aerospace sector in Brazil established by the Production Development Policy (PDP) in 2008 for the National Aerospace and Defence Framework (NADF), which was established in Canada in 2005. The rationale for choosing the Canadian reference is based on similarities between production orientation and configuration features sector. In this context, the study describes the evolution and presents the system specifications in the aerospace in Brazil and Canada, examines the policy guidelines and strategies for the sector, undertaken by countries with reference to the objectives of sector policy, and compares the programs and actions for the sector, developed in the context of the PDP (Brazil) and NADF (Canada). Among the findings derived from the analysis can highlight the differences in the concept of autonomy associated with the policies undertaken in Brazil and Canada, and the participation of medium-sized enterprises and foreign subsidiaries in the productive fabric, and configuration of infrastructure and support services between countries. Particularly in relation to policies, there are important differences in relation to the objectives; requirements and form of selective measures, and articulation of the instruments for achieving the goals. Among the critical considerations for policy evaluation in Brazil, formulated based on Canadian experience, we highlight the lack of an integrated project for the aerospace and setting targets in relation to the basic variables of performance of industrial activity, the excessive focus on products and little emphasis on the processes of building skills for insertion in international value chains, and the limited vision of institutional elements needed to make production viable in the long term aerospace.

Introdução: Parada Cardiorrespiratória (PCR) é uma emergência médica, quando ocorrer fora do ambiente hospitalar, o imediato atendimento à vítima é vital. A imediata Reanimação Cardiopulmonar (RCP), no ambiente extra-hospitalar é muito importante. A denominação aeroespacial reúne ambiente aéreo (cabine de aeronaves pressurizadas, altitude) e, espacial (ambiente com microgravidade, flutuação). No ambiente aéreo, importa a condição hipobárica e a hipóxia resultante. Quanto ao ambiente espacial, importa a condição de microgravidade e a incapacidade de exercer força e peso, como na superfície terrestre. Estes, e outros aspectos da RCP aeroespacial, são abordados no presente estudo. Objetivos: Ambiente aéreo: avaliar a qualidade do ar expirado, por um socorrista, durante RCP, em ambiente hipobárico, e, avaliar a suplementação de oxigênio para o socorrista, como forma de correção da mistura gasosa expirada, na altitude. Ambiente espacial: avaliar a eficácia de uma nova posição para RCP, por um só indivíduo, sem auxílio, na microgravidade. Materiais e Métodos: Utilizou-se uma câmara hipobárica, para a simulação da altitude, no ambiente aéreo. A RCP foi avaliada ao nível do mar e na altitude de 8.000 pés. Vôos parabólicos foram utilizados para a simulação de microgravidade. Um manequim foi o modelo de PCR em ambos os ambientes. No ambiente aéreo, avaliou-se a oferta de oxigênio expirada (boca-a-boca), pelo socorrista à vítima. Em microgravidade foi avaliada a efetividade da posição estudada, abraço da vítima com as pernas e o uso das mesmas, como apoio para a RCP, através da profundidade (mm), e freqüência (por minuto), das compressões torácicas e, da ventilação (volume de ar em mililitros). Resultados: Pressão de oxigênio cai de +108,3 mmHg (nível do mar), para +72,3 mmHg (8.000 pés). Com suplementação o valor é +108,0 mmHg. RCP em microgravidade: + 41,3 mm, + 80,2 /min, (sem ventilação). Massagem + ventilação (+ 44,0 mm, + 68,3 /min, + 491,0 ml de ar). Conclusões: Existe importante redução na oferta de oxigênio, à vítima de PCR, em altitude de 8.000 pés. Suplementação de oxigênio ao socorrista, 4 litros/minuto, por óculos nasal, pode corrigir esta redução. A posição proposta, para o ambiente espacial, deve ser considerada com uma possibilidade de RCP na microgravidade. / Introduction: Cardiac arrest (CA) is a medical emergency, and when occurring outside the hospital environment, immediate victim’s assistance is vital. Cardiopulmonary Resuscitation (CPR) at the extra-hospital environment is very important. Aerospace denomination joins an aerial environment (pressurized airplane cabins, altitude), and space (microgravity environment, floating). Within the aerial environment, hypobaric condition and resulting hypoxia do matter. Considering the space environment, microgravity condition and the inability to exert force and weight such as at the surface level, are important. Those and other aspects of aerospace CPR are approached in this present study. Objectives: Aerial environment: To evaluate the quality of exhaled air from the practitioner, during CPR within a hypobaric environment, and to assess supplemental oxygen offer to the practitioner as a form of correcting the exhaled gas mixture at altitude. Space environment: To assess the efficacy of a new CPR position, for a sole, unassisted individual at microgravity. Material and Methods: A hypobaric chamber for aerial environment altitude simulation was employed. CPR was assessed at sea level and at the altitude of 8,000 feet. Parabolic flights were employed for microgravity simulation. A CPR manikin was the model for both environments. At the aerial environment, exhaled (mouth-to-mouth) oxygen offer by the practitioner to the victim was assessed. In microgravity, the effectiveness of the studied position, which consisted of securing the victim with the legs and using them for CPR restraint, was evaluated by depth (millimeters), and frequency (per minute) of chest compressions, and ventilation (air volume in milliliters). Results: Oxygen pressure falls from ± 108.3 mmHg (at sea level) to ± 72.3 mmHg (8,000 feet). With supplementation, the value is ± 108.0 mmHg. CPR in microgravity: ± 41.3 mm, ± 80.2/minute (without ventilation). Massage + ventilation (± 44.0 mm, ± 68.3/minute, ± 491.0 ml of air). Conclusions: There is an important reduction of oxygen offer to the CPR victim at the altitude of 8,000 feet. Oxygen supplementation to the medic assistant at 4 liters/minute through nasal cannulae may correct such reduction. The proposed position for the spatial environment should be considered as a possibility for CPR at microgravity.

A auditoria de sistema de gestão da qualidade figura, sem dúvida dentre as mais importantes soluções encontradas pelas organizações para a melhoria do seu desempenho e o aumento de sua competitividade e sustentabilidade no mercado. Perante este cenário, esta dissertação analisa o processo de auditoria de certificação de sistema de gestão da qualidade, na perspectiva das organizações certificadas, de modo a contribuir com a identificação de oportunidades de melhoria. Esta pesquisa foi limitada às indústrias do setor aeroespacial brasileiro. Inicialmente foi realizada uma pesquisa bibliográfica para identificar os principais fatores que afetam o processo da auditoria de certificação de sistema de gestão da qualidade conforme a NBR 15100. Posteriormente foi realizado um questionário com as quarenta e seis organizações certificadas, a fim de se apontar novos fatores ou confirmar os já encontrados na literatura. É importante ressaltar que dezoito fatores foram identificados. Destes, apenas dois eram novos, enquanto os outros dezesseis são de alguma forma, mencionados na literatura. O próximo passo foi a apresentação do conjunto destes fatores para as mesmas organizações sendo solicitado que as mesmas realizassem a classificação dos fatores conforme sua importância. Desta forma, foi possível obter a ordenação dos fatores conforme a sua importância. Vale ressaltar que esta classificação levou em consideração as experiências e habilidades das pessoas entrevistadas na execução das tarefas relacionadas com o processo de certificação. Esta pesquisa foi realizada no período de Janeiro a Outubro de 2011. / The quality management system assessment is one of the most important ways figured out by organizations for performance improvement and increasing competitiveness and sustainability in the market. According to this scenario, this dissertation analyses the management system assessment, from the point of view of the certified organizations in order to find out improvement opportunities. This research was limited to industries of the Brazilian aerospace sector. Very first, a bibliographical research was carried out in order to identify important factors that affect the process of certification according to NBR 15100. Afterwards a survey was conducted among forty five certified organizations in order to point out new factors or to confirm those found in literature. It is important to say that eighteen factors were identified. From these, only two were new, while the other sixteen are, some sort, mentioned in literature. The following steps was the submission, of this set of factors, to the same organizations and ask them to sort these factors according to their importance. Then, it was possible to get the factors ordered according to their importance. Of course, this classification took into account the experience and skills on tasks related to certification process of interviewed people. This research was carried out from January 2011 to October 2011.

A auditoria de sistema de gestão da qualidade vem sendo uma ferramenta amplamente utilizada pelas organizações para melhorar o desempenho e aumentar a sustentabilidade de seu negócio. Ao mesmo tempo, a auditoria vem sendo bastante questionada quanto a sua capacidade em atingir os seus objetivos. Diante deste cenário, esta dissertação analisa o processo de auditoria de certificação de sistema de gestão da qualidade, de modo a contribuir com a identificação de oportunidades de melhoria neste processo, delimitando o escopo da pesquisa ao setor aeroespacial. Inicialmente são identificados os principais fatores que afetam este processo de auditoria. Tais fatores constituem a base para o desenvolvimento do questionário que foi aplicado aos auditores da qualidade deste setor para avaliar a percepção deles quanto à importância dos fatores para o sucesso de uma auditoria e como estes fatores vêm sendo aplicados, na prática. A pesquisa foi realizada entre o final de 2009 e início de 2010. Os resultados obtidos mostram a existência de discrepâncias consideráveis entre o nível de importância e o nível de aplicação destes fatores. Desta forma, esta dissertação permitiu identificar os fatores que afetam o processo de auditoria de certificação de sistemas de gestão da qualidade no setor aeroespacial, e avaliar a importância destes fatores e como eles estão sendo aplicados, além de, principalmente, identificar aqueles fatores que possuem maior potencial de melhoria. / The quality management system audit has been a tool widely used by organizations to improve performance and increase the sustainability of your business. At the same time, the audit has been widely questioned as to its ability to achieve its goals. In this scenario, this dissertation analyzes the quality management system certification audit process in order to contribute to identify the opportunities for improvement in this process, limiting the search scope to the aerospace sector. Initially, it was identified the main factors that affect this audit process. These factors constitute the basis for the development of the questionnaire was applied to the aerospace quality auditors to assess their perception of the factors importance for audit effectiveness and how these factors have been applied in practice. The gotten results had shown considerable discrepancies between the factor importance level and the factor application level. Thus, this dissertation identified the factors that affect the quality management system certification process in the aerospace industry, and evaluate the importance of these factors and how they are being applied, and, especially, to identify those factors that have greatest potential for improvement.

Fuel sprays play a major role in order to achieve the required combustion characteristics and pollutant emissions reduction on internal combustion engines, and thus, an accurate prediction of its behavior is required to perform reliable engine combustion and pollutant simulations. A great effort both on experimental and theoretical studies of spray atomization and dispersion has been performed in the latest years. As a result, Computational Fluid Dynamics (CFD) calculations have become a standard tool not only for spray physics understanding but also for design and optimization of engine spray systems. However, spray modeling in its different uses in the Internal Combustion Engine (ICE) context is still nowadays a challenging task due to the complex interrelated phenomena taking place, some of them still not fully understood. Primary atomization and secondary breakup, droplet collision, coalescence and vaporization, turbulent interactions between phases have to be solved under high Reynolds (so they are turbulent) and Weber numbers conditions due to the high speed (~500 m/s) and small nozzle diameter (~100 µm) imposed by current engine injection systems technologies. Moreover, Taylor numbers cover a wide range, according to the composition of the injected liquid. Those conditions make experimental observations quite challenging and probably insufficient, especially in the very near nozzle region, where primary atomization takes place. Most of the CFD spray models are currently based on the Discrete Droplet Method. The continuous liquid jet is discretized into 'blobs' or 'parcels', which consists in a number of droplets with the same characteristics. A Lagrangian method is applied to track the liquid phase parcels, which are subject to breakup according to atomization models mainly based on the linear instability theory proposed by Reitz and later extended by Huh and Gosman for liquid turbulence effects to be considered. This approach has been successfully applied b / Khuong ., AD. (2012). The Eulerian-Lagrangian Spray Atomization (ELSA) Model of the Jet Atomization in CFD Simulations: Evaluation and Validation [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17237 / Palancia

The main objective of this PhD thesis is the study of Diesel sprays under evaporative conditions by means of Large Eddy Simulations (LES) techniques. This study has been performed implementing a precise, low-demanding LES model in the free, full-purpose Computational Fluid Dynamics (CFD) code OpenFOAM. The starting point was a careful and exhaustive review of the physical processes involved in sprays. An emphasis in CFD methodology, particularly for LES methods, was essential for the thesis, as we were able to find the possible problems and limitations of our approximation. Moreover, as the most widely used techniques for the industrial simulation of sprays are based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes models, we have highlighted the many advantages of LES modeling. As the latter are, by definition, more computationally expensive than RANS, we made an optimal configuration that, while it is able to recover accurately the experimental results, its characteristic time is in the same order of magnitude that RANS ones. As applicability is a must in this thesis, we use the surname ¿Engineering¿ LES. One of the key points of the thesis has been the correct configuration of the flow turbulent conditions on the inlet. In order to get accurate results, the turbulent structures coming from this inlet need to be time- and spacecoherent. An adequate calibration of this conditions is needed to perform any spray simulation. Last but not least, all the simulations performed where validated against experiments, obtaining a very good agreement even close to the nozzle / Mompó Laborda, JM. (2014). Engineering Large Eddy Simulation of Diesel Sprays [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/37345 / TESIS

En este trabajo, el movimiento de giro del eje de un turbocompresor motor de combustión interna se mide mediante dos técnicas novedosas, la primera con el procesamiento digital de imágenes del eje del rotor durante el funcionamiento normal y anormal y la segunda técnica con sensores infrarrojos que basan su funcionamiento en el principio de albedo. Cada técnica aporta con información relevante para el conocimiento general de la dinámica rotacional en turbocompresores de MCIA, sin embargo la primera técnica aporta información más visual, como la aparición de aceite en el lado del compresor o la deformación de la punta del eje. La segunda técnica permita tener información con mayor resolución de frecuencia y datos más exactos acerca de las diferentes frecuencias de movimiento del eje. Estas técnicas son aplicadas para el estudio del comportamiento del turbocompresor en condiciones críticas de funcionamiento, las técnicas permiten la determinación de las condiciones más críticas en las que un turbocompresor de serie puede llegar a trabajar. Los ensayos experimentales siempre implican costos adicionales por lo tanto se pretende desarrollar un modelo de dinámica rotacional con el que se puedan identificar diferentes modos de vibración del turbocompresor sin la necesidad de un ensayo experimental. Dentro de la dinámica rotacional de turbocompresores un factor muy importante son los apoyos del rotor, es por esto que se ha realizado el cálculo de los coeficientes de amortiguación y rigidez de la película de lubricación con modelos sencillos analíticos, y modelos más complejos 2D y 3D con CFD. Al final se pretende realizar un ajuste del modelo de dinámica rotacional con los resultados experimentales y se realiza un estudio de sensibilidad de las variables que intervienen en la dinámica del eje. / López Hidalgo, MA. (2014). Estudio Teórico-Experimental de la Dinámica Rotacional de Turbocompresores de MCIA. Aplicación al Diagnóstico de Fallos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/37746 / TESIS

La evidente generalización durante los últimos años del uso de turbocompresores en motores de combustión interna ha sido debida a un aumento necesario de la concienciación sobre las emisiones contaminantes y sus efectos sobre el medio ambiente y las personas. Las normativas sobre emisiones contaminantes se han endurecido, generalizando el uso de técnicas como la Recirculación de Gases de Escape de Ruta Larga bajo unas condiciones de operación más amplias, con una mayor tasa e incluso bajo condiciones ambiente frías, lo que ha generado potenciales problemas de condensación de agua y daño en el compresor. Además, la tendencia actual de reducir el tamaño del motor para reducir el consumo, llamada " downsizing", ha provocado que el compresor tenga que funcionar muy cerca del límite de bombeo, lo que ha provocado, junto al descrito aumento de recirculación de gases de escape, una mayor exigencia en cuanto a durabilidad y funcionalidad del mismo. Los problemas comentados están claramente condicionados por la configuración geométrica de la entrada del compresor, ya sea por la condensación causada por los gases de escape al ser mezclados con aire fresco o por la influencia sobre el límite de bombeo y el resto de prestaciones. En este trabajo se propone un modelo de predicción de condensación para ser integrado en un código comercial de mecánica de fluidos computacional (STAR-CCM+). Dicho modelo se plantea de forma que aumente en la menor medida posible el coste computacional, asumiendo ciertas limitaciones como la ausencia de caracterización de las gotas de agua. Una vez implementado, se contrastan los resultados frente a datos experimentales de ensayos de durabilidad: se correlacionan las predicciones del modelo frente al impacto de la condensación sobre el rodete del compresor en diferentes configuraciones geométricas y condiciones de operación. Posteriormente se estudia el impacto del propio compresor sobre el proceso de mezcla y la condensación, lo que permite después desacoplar el problema y reducir en dos órdenes de magnitud el tiempo de cálculo al poder obviar la simulación del compresor. En cuanto a la influencia de la geometría en el margen de bombeo y resto de parámetros, se proponen varias geometrías sencillas y se analiza su impacto. Primero, se realizan ensayos experimentales en banco motor, tanto estacionarios para medir rendimiento y ruido como transitorios para definir el bombeo. Después, se ejecutan simulaciones CFD y se estudian los fenómenos locales que aparecen, en los que se evidencia una sensibilidad elevada de la geometría sobre el margen de bombeo y el resto de parámetros. Se puede destacar el desempeño de la geometría de entrada cónica, que produce un aumento considerable del margen de bombeo sin repercusiones en el resto de condiciones de operación; y la tobera convergente-divergente, que aumenta el margen de bombeo pero, además, también aumenta ligeramente el rendimiento en el resto del mapa del compresor, aunque a costa de reducir moderadamente las prestaciones a alto gasto másico. / Popularization of turbochargers in internal combustion engines has been produced in the recent years due to a needful increase of awareness of pollutant emissions and their repercussion on the environment and the population. Pollutant emission regulations have tightened, causing techniques such Long Route Exhaust Gas Recirculation to operate under a wider range of operating conditions, with higher rates and even under very cold ambient conditions, which generates a potential problem of water condensation and compressor damaging. Additionally, the actual trend consisting in reducing the size of the engine to reduce fuel consumption, known as "downsizing", has caused the compressor to have to work close to the surge limit. Together with the aforementioned extension of LR-EGR usage range, these phenomena have induced an increase of the compressor design requirements, concerning durability and functionality. Both problems are governed by the geometrical configuration of the compressor inlet and can be, then, studied accordingly. In this work, a predictive condensation model is proposed for being embedded in a computational fluid dynamics commercial code (STAR-CCM+). To allow a potential optimization of a given geometry, the model should introduce as low additional computational effort as possible, assuming certain limitations, though. For example, the characterization of water droplets is neglected. Once the model is implemented and verified, the results are compared with experimental data obtained from durability tests performed to assess the erosion of the compressor wheel under condensation generated by different LR-EGR T-joint configurations and operating conditions. After, the influence of the compressor on the mixing process and generation of condensates is addressed, proving that the simulation of the compressor can be decoupled from the T-joint numerical domain and reducing by two orders of magnitude the simulation time. Concerning the impact of the inlet geometry on the surge margin and the other important compressor parameters, several simple geometries are proposed, and their influence is assessed. First, experimental tests performed on an engine test bench are carried out: steady measurements for obtaining efficiency and noise emission and transient tests for characterizing the surge limit. Then, 3D-CFD simulations are performed using similar geometries, studying the local phenomena that appear and proving thus the sensitivity of the inlet geometry to the surge margin and the performance of the compressor. It may be highlighted the performance of the tapered duct, that produces a considerable positive shift of the surge margin without worsening the rest of the parameters and the convergent-divergent nozzle, which in addition to considerably improving the surge margin also enhances the isentropic efficiency of the compressor at low and mid mass flow rates. Nevertheless, the throat becomes a drawback at high mass flow rates, decreasing the compression ratio and efficiency under such conditions. / L'evident generalització durant els últims anys de l'ús de turbocompressors en motors de combustió interna ha estat deguda a un augment necessari de la conscienciació sobre les emissions contaminants i els seus efectes sobre el medi ambient i les persones. Les normatives sobre emissions contaminants s'han fet més restrictives, generalitzant l'ús de tècniques com la Recirculació de Gasos d'Escap de Ruta Llarga sota unes condicions d'operació més àmplies, amb una major taxa i fins i tot sota condicions ambient fredes, fet que ha generat potencials problemes de condensació d'aigua i danys al compressor. A més, la tendència actual de reduir la grandària del motor per millorar el consum, anomenada " downsizing", ha provocat que el compressor haja de funcionar molt a prop del límit de bombeig, fet que ha provocat, junt amb el descrit augment de recirculació de gasos d'escap, una major exigència quant a la seua durabilitat i funcionament. Els problemes esmentats estan clarament condicionats per la configuració geomètrica de l'entrada del compressor, ja siga per la condensació causada pels gasos d'escap al ser barrejats amb aire fresc o per la influència sobre el límit de bombeig i la resta de prestacions. En aquest treball es proposa un model de predicció de condensació per a ser integrat en un codi comercial de mecànica de fluids computacional (STAR-CCM+). Dit model es planteja de manera que augmente en la menor mesura possible el cost computacional, assumint certes limitacions com l'absència de caracterització de les gotes d'aigua. Una vegada implementat, es contrasten els resultats enfront de dades experimentals d'assajos de durabilitat: correlacionen les prediccions del model enfront de l'impacte de la condensació sobre el rodet del compressor en diferents configuracions geomètriques i condicions d'operació. Posteriorment, s'estudia l'impacte del mateix compressor sobre el procés de barreja i la condensació, cosa que permet després desacoblar el problema i reduir en dos ordres de magnitud el temps de càlcul, ja que pot obviar-se la simulació del compressor. Quant a la influència de la geometria en el marge de bombeig i la resta de paràmetres, es proposen diverses geometries senzilles i s'analitza el seu impacte. Primerament, es realitzen assajos experimentals en banc motor, tant estacionaris per mesurar rendiment i soroll com transitoris per definir el bombeig. Després, s'executen simulacions CFD i s'estudien els fenòmens locals que apareixen, en els quals s'evidencia una sensibilitat elevada de la geometria sobre el marge de bombeig i la resta de paràmetres. Es pot destacar el rendiment de la geometria d'entrada cònica, que produeix un augment considerable del marge de bombeig sense repercussions en la resta de condicions d'operació; i la tovera convergent-divergent, que augmenta el marge de bombeig però, a més, també augmenta lleugerament el rendiment en la resta del mapa del compressor, encara que a costa de reduir moderadament les prestacions a alt flux màssic. / Tarí De Paco, D. (2018). Effect of inlet configuration on the performance and durability of an automotive turbocharger compressor [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/104410 / TESIS

Hoy día, existe una creciente demanda de las capacidades computacionales en sistemas críticos, donde los estados inesperados o inoperantes no son aceptables. Algunos de estos sistemas funcionan en entornos hostiles, sufriendo un comportamiento anómalo (faults), tanto en el software como en el hardware. Con objeto de solucionar esta problemática, se está recurriendo a la utilización de soluciones de computación, que explotan las nuevas características presentes en los microprocesadores de última generación. Entre estas características, destaca un mayor número de núcleos, mejor rendimiento computacional y menor consumo energético. Esta evolución de los microprocesadores es debida, entre otros factores, a la mejora en el proceso de fabricación fotolitográfico, sin embargo, este proceso está reduciendo progresivamente la tolerancia de los nuevos microprocesadores a los fallos inducidos por la radiación, conocidos como Efecto de Evento Único (Single Event Effect - SEE). Destacando, entre las fuentes que generan un comportamiento anómalo, las fuentes naturales de radiación, como los rayos cósmicos, o las fuentes de radiación artificial, como las producidas por máquinas de radio-diagnóstico. En esta tesis, se propone varias estrategias para mejorar la fiabilidad de los sistemas críticos que operan en presencia de radiación ionizante, tanto en el espacio, como a nivel terrestre. En este contexto, la radiación ionizante puede alterar la salida de un sistema digital creando interferencias, fallos y alteraciones permanentes en los circuitos, entre otras muchas incidencias. Como resultado, los sistemas críticos pueden comportarse de manera inesperada, produciendo resultados erróneos o entrando en estados no operativos, que requieran un mecanismo externo para recuperar un funcionamiento correcto (watchdogs, interrupciones temporizadas). En la bibliografía, se encuentra que las técnicas basadas en redundancia, aplicables tanto a hardware como a software, son las soluciones más efectivas para detectar y mitigar este tipo de comportamiento inesperado. Estas técnicas basadas en redundancia, presentan una alta variabilidad, dado que puede aplicarse a estructuras de diferente complejidad. En el caso de redundancia software, se puede utilizar a nivel de instrucciones de ensamblador, accesos de memoria, funciones o métodos, incluso a nivel de procesos o hilos. Es importante destacar que, la variabilidad de las diferentes técnicas de mitigación de fallos, provoca una alta complejidad de la predicción del efecto de estas técnicas en el conjunto del sistema. De manera paradójica, la aplicación de estas técnicas de endurecimiento a algunos elementos de un sistema, en ocasiones, puede dar lugar a un aumento de la susceptibilidad del sistema a fallos inducidos por radiación, por consiguiente, a una reducción significativa de la fiabilidad. Esta paradoja, es debida, al aumento de los sobrecostes en los recursos utilizados, o al incremento computacional de dicha técnica de endurecimiento. De manera general, con objeto de reducir la susceptibilidad a fallos inducidos por la radiación, en diferentes sistemas críticos, en esta tesis, se pretende mejorar la fiabilidad, adaptando o proporcionando nuevas técnicas y herramientas para el endurecimiento software en microprocesadores de última generación. Para ello, se han desarrollo dos técnicas, la primera se centra en la búsqueda automática de soluciones maximizando la fiabilidad; la segunda técnica desarrollada, consiste en un endurecimiento software basado en redundancia, optimizado para obtener un mayor rendimiento computacional. Además, se ha desarrollado un nuevo modelo matemático semi-empírico, para evaluar y predecir los fallos inducidos por radiación. La primera de las técnicas desarrolladas, explora, de manera eficiente, soluciones que maximicen la fiabilidad, buscando optimizaciones y endurecimientos que aumenten el rendimiento del sistema, reduzcan los recursos utilizados y, al mismo tiempo, aumenten la cobertura frente a fallos. Con objeto de optimizar el rendimiento y el uso de recursos de las aplicaciones y circuitos, en esta tesis, se utilizan técnicas de aprendizaje automático y algoritmos de búsqueda meta-heurísticos, inspirados en los sistemas naturales (algoritmos genéticos), optimizados con técnicas de optimización multiobjetivo basadas en el concepto de eficiencia de Pareto. Este algoritmo de búsqueda optimizado, permite mejorar al mismo tiempo el rendimiento del sistema, el uso de los recursos y la cobertura de fallos, ya que es capaz de explorar un espacio de soluciones multidimensional de manera eficiente. La aplicación de este algoritmo, permite alterar la generación de las aplicaciones, por parte del compilador, logrando obtener aplicaciones más fiables de forma no intrusiva, es decir, sin necesidad de modificar el código. La segunda de las técnicas desarrolladas, propone una mejora de las técnicas de endurecimiento clásicas, empleando esquemas paralelos basados en el multiprocesamiento simétrico y asimétrico (SMP y AMP, respectivamente). Con objeto de lograr un incremento en la fiabilidad, se han utilizado sistemas mononúcleo y multinúcleo, a los que se les ha eliminado la necesidad de un sistema operativo, con el fin de reducir los sobrecostes de recursos y aumentar el rendimiento, manteniendo la cobertura frente a fallos. Por último, se ha desarrollado un modelo semi-empírico que permite la evaluación y selección de las configuraciones más fiables. Además, el modelo también permite realizar un endurecimiento selectivo de los recursos críticos, antes de acometer una campaña de radiación acelerada. En el desarrollo del modelo, se emplea tanto datos históricos de campañas de radiación real, como los resultados de las campañas de inyección simulada de las aplicaciones. Así, el modelo es capaz de realizar una predicción temprana de la fiabilidad de las nuevas soluciones, antes de probarlas bajo radiación real en aceleradores de partículas. Para verificar el modelo, se realizaron pruebas de radiación acelerada de varias soluciones, desarrolladas en esta tesis, empleando protones en el Centro Nacional de Aceleradores (CNA) de Sevilla, y empleando neutrones en Los Álamos National Laboratory (LANL - USA).

[ES] Hyperloop es considerado el quinto medio de transporte, después del coche, barco, tren y avión. Consiste en una capsula de levitación magnética que viaja dentro de un tubo en el que la presión de aire ha sido reducida. Entonces, la fricción con el suelo y resistencia aerodinámica son minimizadas, alcanzando ultra altas velocidades a nivel de tierra. Actualmente hay en desarrollo varios trenes maglev y conceptos hyperloop. La mayoría proponen levitar usando Suspensión Electromagnética (EMS). Zeleros, la compañía donde esta Tesis ha sido realizada, tiene una propuesta similar. Zeleros usa un EMS Híbrido (HEMS), combinando imanes y electroimanes para reducir los requerimientos de energía. Respecto a la propulsión, la propuesta es única ya que hace uso de un compresor de la industria aeroespacial. Simulaciones CFD prueban que usar un compresor reduce considerablemente la resistencia aerodinámica en el ambiente cerrado, ya que el efecto pistón es mitigado. Para el mismo tamaño de tubo y presión, un hyperloop con compresor requiere hasta 70 % menos potencia. En otros términos, si la misma potencia es instalada en el vehículo, el diámetro de la infraestructura puede ser 2.8 veces más pequeño. Esta Tesis desarrolla un simulador 0D para evaluar el rendimiento de la solución hyperloop propuesta. Resolver su aerodinámica requiere solucionar un fujo interno y externo de Fanno. El último combina efectos de Couette y Poisuille en un dominio anular. Así, se desarrolla un modelo simplificado para flujos de Fanno, acelerando así el modelado básico. Esta aproximación matemática incluye información de la velocidad de la pared y de la forma del dominio, evitando integrar un sistema de EDOs. La solución tiene una desviación en la ratio de presiones de 5 % respecto a CFD, y del 10 % en la longitud crítica. El simulador modela toda la termodinámica del vehículo, incluyendo el compresor, conductos, turbina, tobera y flujo externo. Este modelado es similar al del ciclo de Bryton, sin cámara de combustión. Además, se incluye un modelo para predecir la masa y longitud de la cápsula y sus componentes. Así, las pérdidas de fricción y requerimientos de potencia y energía son obtenidos. Estos resultados presentan una desviación máxima del 20 % respecto a CFD. Además, un proceso de optimización para encontrar la solución más eficiente se ha desarrollado con el código, para vehículos de 50 y 150 pasajeros. Se ha encontrado que es más beneficioso absorber menos gasto másico con el compresor, ya que la energía requerida para comprimir el flujo interno es más alta que las pérdidas en el canal externo. Comparando el consumo de energía específico de esta solución con otros medios de transporte, el hyperloop se encuentra cercano al rendimiento de los maglev. Éste es, también, entre tres y cinco veces más eficiente que los aviones. Además, es más competitivo que el avión en términos de velocidad media en una ruta hasta los 800 km. Por último, se desarrolla un modelo similar para un sistema de escala media. Este prototipo, cuya velocidad objetivo es de 500 km/h, es diseñado por Zeleros previo al sistema de escala real. Su simulador incluye además los efectos transitorios y la termodinámica del tubo, asumiendo una velocidad del sonido infinita. Gracias a este código, se puede obtener el rendimiento en una misión. Inicialmente, el prototipo incrementa la presión del tubo aguas arriba, y la reduce aguas abajo debido al efecto pistón, generando una velocidad inducida. Al final de la misión, el flujo puede ser transferido otra vez, y las presiones se equilibran otra vez. Este modelo también predice el par y potencia del motor eléctrico, además de los parámetros de la batería (voltaje, corriente y profundidad de descarga). / [CA] Hyperloop és considerat el cinquè mitjà de transport, després del cotxe, vaixell, tren i avió. Consisteix en una càpsula de levitació magnètica que viatja dins d'un tub on la pressió d'aire es reduïda. Aleshores, la fricció amb el sòl i resistència aerodinàmica són minimitzades, aconseguint ultra altes velocitats a nivell de terra. Actualment hi ha en desenvolupament diversos trens maglev i conceptes hyperloop. La majoria proposen levitar usant Suspensió Electromagnètica (EMS). Zeleros, la companyia on aquesta Tesi ha sigut realitzada, té una proposta similar. En particular, el concepte de Zeleros utilitza un EMS Híbrid (HEMS), combinant imants i electroimants per reduir els requeriments d'energia. Pel que fa a la propulsió, la proposta és única, ja que fa ús d'un compressor de la indústria aeroespacial. Simulacions CFD proven que utilitzar un compressor redueix considerablement la resistència aerodinàmica en un ambient tancat, ja que l'efecte pistó és mitigat. Per a la mateixa grandària de tub i pressió, un hyperloop amb compressor requereix fins a 70 % menys potència. En altres termes, si la mateixa potència és instal·lada al vehicle, el diàmetre de la infraestructura pot ser 2.8 vegades més menut. Aquesta Tesi desenvolupa un simulador 0D per avaluar el rendiment de la solució hyperloop proposada. Resoldre l'aerodinàmica del hyperloop requereix solucionar un flux intern i extern de Fanno. L'últim combina efectes de Couette i Poiseuille en un domini anular. Així, es desenvolupa un model simplificat per a fluxos de Fanno, accelerant així el modelatge bàsic. Aquesta aproximació matemàtica inclou informació de la velocitat de la paret i de la forma del domini, evitant integrar un sistema de EDOs. La solució té una desviació a la ràtio de pressions de 5 % respecte a CFD, i del 10 % a la longitud crítica. El simulador modela tota la termodinàmica del vehicle, incloent-hi el compressor, conductes, turbina, tovera i flux extern. Aquest modelat es similar al del cicle de Bryton, sense càmera de combustió. A més, s'inclou un model per predir la massa i la longitud de la càpsula i els seus components. Així, les pèrdues de fricció i requeriments de potència i energia són obtinguts. Aquests resultats presenten una desviació màxima del 20 % comparat amb CFD. A més, un procés d'optimització per trobar la solució més eficient ha estat desenvolupat amb el codi, per a vehicles de 50 i 150 passatgers. S'ha trobat que és més beneficiós absorbir menys massa amb el compressor, ja que l'energia requerida per comprimir el flux intern és més alta que les pèrdues al canal extern. Comparant el consum d'energia específic d'aquesta solució amb altres mitjans de transport, el hyperloop és proper al rendiment dels maglev. Aquest també és entre tres i cinc vegades més eficient que els avions. A més, és més competitiu en termes de velocitat mitjana en una ruta fins a 800 km. Finalment, es desenvolupa un model semblant per a un sistema d'escala mitjana. Aquest prototip, la velocitat objectiu del qual és de 500 km/h, és dissenyat per Zeleros previ al sistema d'escala real. El seu simulador inclou a més els efectes transitoris i la termodinàmica del tub, assumint una velocitat del so infinita. Gràcies a aquest codi, es pot obtenir el rendiment en una missió. Inicialment, el prototip incrementa la pressió del tub aigües amunt, i la redueix aigües avall degut a l'efecte pistó, generant una velocitat induïda. Al final de la missió, el flux pot ser transferit una altra vegada, i les pressions s'equilibren una altra vegada. Aquest model també prediu el parell i potència del motor elèctric, a més dels paràmetres de la bateria (voltatge, corrent i profunditat de descàrrega). / [EN] Hyperloop is considered the fifth means of transportation, after the car, boat, train and plane. It consists of a magnetically levitating capsule that travels within a tube in which the air pressure has been reduced. Thus, the ground friction and aerodynamic drag are minimised, reaching ultra high-speeds at ground level. Several maglev trains and hyperloop concepts being developed currently. Most of them propose levitating using Electromagnetic Suspension (EMS). Zeleros, the company where this Thesis was done, has a similar approach. It employs a Hybrid EMS (HEMS)In particular, the Zeleros approach employs a Hybrid EMS (HEMS), combining permanent and electromagnets to reduce energy requirements. As for the propulsion, the approach is unique as it uses a compressor from the aeronautical industry. CFD simulations prove that using a compressor considerably reduces the aerodynamic drag in the closed environment, as the piston effect gets mitigated. For the same tube size and pressure, a hyperloop with compressor requires up to 70 % less power. In other terms, if the same power is installed on the vehicle, the infrastructure diameter can be 2.8 times smaller. This Thesis develops a 0D simulator to evaluate the performance of the proposed hyperloop solution. Solving the aerodynamics of the hyperloop requires solving internal and external Fanno flows. For the latter, the flow combines Couette and Poiseuille effects in an annular domain. Thus, a simplified model for Fanno flows is developed to accelerate the basic modelling. This mathematical approach includes the information of the wall speed and the shape of the domain, avoiding integrating an ODE system. The solution has a deviation in the pressure ratio of 5 % and 10 % in the critical length regarding CFD. The simulator models all the vehicle thermodynamics, including the compressor, duct, turbine, nozzle, and external flow. This modelling is similar to a Bryton cycle, without a combustion chamber. Also, a model to predict the mass and length of the capsule and its components is included. Thus, the friction losses and the energy and power requirements can be extracted. These outputs are compared with CFD results, with a maximum deviation of 20 %. Moreover, an optimisation process is conducted with the code to find the most efficient solution for 50- and 150-passenger vehicles. It is found that shallowing less mass flow with the compressor is better, as the energy required to compress the internal flow is higher than the losses on the external channel. Comparing the specific energy consumption of this solution with other means of transportation, the hyperloop is close to the maglev performance. It is also between three and five times more efficient than aeroplanes. Furthermore, the hyperloop is more competitive than the plane in terms of average speed on a route, up to 800 km. The last part of this work develops a similar model for a middle-scale system. This prototype, which aims to reach 500 km/h, is being designed by Zeleros before the real-scale one. Its simulator also includes the transient effects and the tube thermodynamics, assuming an infinite sound speed. Thanks to this code, the performance in a mission is obtained. The prototype initially increases the upstream tube pressure and reduces the downstream one due to the piston effect, generating an induced speed. At the end of the mission, the flow can be transferred again, and the pressures equilibrate again. This model also predicts the electric motor torque and power and the battery parameters (voltage, current, and deep of discharge). / Este trabajo ha recibido una subvención parcial del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades bajo la ayuda “Doctorandos Industriales” número DI-17-09616. / Lluesma Rodríguez, F. (2022). Design and Optimisation of a Virtual Prototype of a Ground Transportation System at Very High-Speeds in Conditions Close to Vacuum [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191409