[ES] La adición de fibras a la matriz cementicia ha sido una práctica común desde los años sesenta para mejorar las propiedades de los hormigones tradicionales. Con el tiempo, los avances en la tecnología han llevado a la introducción de varios tipos de fibras en el mercado, dado lugar a diferentes tipos de hormigones reforzados con fibras (FRC). En comparación con las fibras de acero, las macro- fibras sintéticas han aparecido recientemente. A pesar de los estudios sobre su comportamiento, no se ha estudiado exhaustivamente cómo la temperatura afecta al hormigón reforzado con macro-fibras sintéticas (MSFRC). El uso de MSFRC podría promoverse siempre y cuando se llevaran a cabo más investigaciones sobre su comportamiento para verificar su desempeño. El propósito de esta Tesis surge de la necesidad de comprender el comportamiento mecánico del MSFRC bajo temperaturas y aclarar ciertas implicaciones, como el efecto de la prefisuración en su envejecimiento (por temperatura). Este trabajo analiza el comportamiento a corto (3 días de exposición) y largo plazo (90 y 180 días de exposición) de tres tipos de MSFRCs y un hormigón reforzado con fibras de acero (SFRC) bajo diferentes condiciones ambientales extremas (temperaturas que oscilan entre -15 y 60 °C). Además, se evalúa el comportamiento de una macro-fibra sintética comercial, a nivel de filamento (de -30 a 140 °C) y también se estudia la interacción entre la fibra y la matriz a meso-escala (de -30 a 40 °C). Para su investigación, se han utilizado diferentes metodologías: compresión en cubos de 150 mm de lado y ensayos de flexión a tres puntos en vigas de 150 × 150 × 600 mm, ensayo uniaxial en fibras y en cilindros entallados de 150 × Ø125 mm. Todos estos ensayos se realizaron bajo las temperaturas objetivo. Los resultados muestran que las propiedades de la fibra estudiada dependen de la temperatura. Además, la temperatura y del tiempo de exposición afectan las propiedades mecánicas analizadas de los MSFRCs, pero estos efectos no son muy importantes. Estos resultados están respaldados por un estudio estadístico que, a su vez, ha permitido desarrollar una aproximación numérica sim-ple a las propiedades mecánicas del FRC cuando se diseña para condiciones ambientales extremas a lo largo del tiempo. Esta Tesis promueve la comprensión de los FRCs, particularmente los MSFRCs, mejorando la confianza en su aplicación en proyectos de ingeniería civil. / [CA] L'addició de fibres a la matriu cimentosa ha sigut una pràctica comuna des dels anys seixanta per a millorar les propietats dels formigons tradicionals. Amb el temps, els avanços en la tecnologia han portat a la introducció de diversos tipus de fibres en el mercat, resultant en diferents tipus de formigons reforçats amb fibres (FRC). En comparació amb les fibres d'acer, les macro- fibres sintètiques han aparegut recentment. Malgrat els estudis sobre el seu comportament, no s'ha estudiat exhaustivament com la temperatura afecta al formigó reforçat amb macro-fibres sintètiques (MSFRC). L'ús de MSFRC podria promoure's sempre que es dugueren a terme més investigacions sobre el seu comportament per a el seu acompliment. El propòsit d'esta Tesi sorgix de la necessitat de comprendre el comportament mecànic del MSFRC sota temperatures no estàndard i aclarir unes certes implicacions, com a elements MSFRC prefissurats i no prefissurats, en termes d'envelliment (per temperatura). Este treball analitza el comportament a curt (3 dies d'exposició) i llarg termini (90 i 180 dies d'exposició) de tres tipus de MSFRCs i un formigó reforçat amb fibres d'acer (SFRC) baix diferents condicions ambientals extremes (temperatures que oscil·len entre -15 i 60 °C). A més, s'avalua el comportament d'una fibra comercial tipus II, a nivell de filament (de -30 a 140 °C) i també s'estudia la interacció entre la fibra i la matriu a meso-escala (de -30 a 40 °C). Per al seu investigació, s'han utilitzat diferents metodologies: compressió en cubs de 150 mm de costat i assajos de flexió en tres punts en bigues de 150 × 150 × 600 mm, assaig uniaxial en fibres i en cilindres dentats de 200 × Ø125 mm. Tots estos assajos es van realitzar en condicions de servici, és a dir, a les temperatures objectiu. Els resultats mostren que les propietats de la fibra estudiada depengen de la temperatura. A més, la temperatura i el temps de exposició són factors importants en les propietats mecàniques analitzades dels MSFRCs. Estos resultats estan recolzats per un estudi estadístic que, al seu torn, ha permés desenvolupar una aproximació numèrica simple a les propietats mecàniques del FRC quan es dissenya per a condicions ambientals extremes al llarg del temps. Esta Tesi promou la comprensió dels FRC, particularment els MSFRC, que poden millorar la confiança en l'aplicació de MSFRC en projectes d'enginyeria civil. / [EN] Adding fibers into concrete-matrix has been a common practice since the sixties to enhance the properties of traditional concretes. Over time, advancements in construction sector have led to the introduction of various fiber types into the market, resulting on different types of Fiber Reinforced Concretes (FRCs). Unlike steel fibers, macrosynthetic fibers are a more recent addition. Despite studies on their behavior, there has not been investigated deeply how temperature affects macrosynthetic fiber reinforced concrete (MSFRC). The use of MSFRC could be promoted as long as further investigations into their behavior were carried out to verify their performance and mitigate mistrust. The purpose of this Thesis comes from the need to understand the mechanical behavior of MSFRC under non-standard temperatures and to clarify certain implications, as pre-cracking state of MSFRC elements in terms of aging (by temperature). This work analyzes the short- (3 days of exposure) and long-term (90 and 180 days of exposure) behavior of three types of MSFRCs and one steel fiber reinforced concrete (SFRC) at different extreme environmental conditions (temperatures ranging from -15 to 60 °C). Additionally, the behavior of a commercial macro synthetic fiber is evaluated at single-fiber level (from -30 to 140 °C) and the interaction between fiber and matrix is also studied at meso-scale (from -30 to 40 °C). Different methodologies have been used to investigate herein: compression tests in 150 mm side cubes and three-point bending tests in 150 × 150 × 600 mm beams, uniaxial tests on individual fibers and on notched cylinders of 150 × Ø 125 mm. All these tests were performed in specimens at service conditions, that is, tested at the target temperatures, making a total of 186 cubes, 434 beams, 210 fibers and 30 cylinders. The results show that properties of the studied fiber are dependent on temperature. Additionally, temperature and time of exposure affect mechanical properties of MSFRCs, but their effects are not to a great extent. These results are supported by a statical study which, in turn, have allowed to develop a simple numerical approach to the mechanical properties of FRC when designing for extreme environmental conditions over time. This Thesis advances the understanding of the FRCs, particularly MSFRCs, which may be improved their use in some civil engineering applications. / Caballero Jorna, M. (2024). Study of the Influence of Extreme Environmental Conditions on the Behavior of Macrosynthetic Fiber Reinforced Concretes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207918

Tesis por compendio / [ES] El diseño de infraestructuras está fuertemente influido por la búsqueda de soluciones que tengan en cuenta el impacto en la economía, el medio ambiente y la sociedad. Estos criterios están muy relacionados con la definición de sostenibilidad que hizo la Comisión Brundtland en 1987. Este hito supuso un reto para técnicos, científicos y legisladores. Este reto consistía en generar métodos, criterios, herramientas y normativas que permitieran incluir el concepto de sostenibilidad en el desarrollo y diseño de nuevas infraestructuras. Desde entonces, se han producido pequeños avances en la búsqueda de la sostenibilidad, pero se necesitan más a corto plazo. Como plan de acción, las Naciones Unidas establecieron los Objetivos de Desarrollo Sostenible, fijando el año 2030 como meta para alcanzarlos. Dentro de estos objetivos, las infraestructuras se postulan como un punto crítico. Tradicionalmente, se han desarrollado métodos para obtener diseños óptimos desde el punto de vista del impacto económico. Sin embargo, aunque en los últimos tiempos se ha avanzado en la aplicación y utilización de métodos de análisis del ciclo de vida completo, aún falta un consenso claro, especialmente en el pilar social de la sostenibilidad. Dado que la sostenibilidad engloba diferentes criterios, que en principio no van necesariamente de la mano, el problema de la búsqueda de la sostenibilidad se plantea no sólo como un problema de optimización, sino también como un problema de toma de decisiones multi-criterio. El objetivo principal de esta tesis doctoral es proponer diferentes metodologías para la obtención de diseños óptimos que introduzcan los pilares de la sostenibilidad en el diseño de puentes mixtos acero-hormigón. Como problema estructural representativo se propone un puente viga en cajón de tres vanos mixto. Dada la complejidad de la estructura, en la que intervienen 34 variables discretas, la optimización con métodos matemáticos resulta inabordable. Por ello, se propone el uso de algoritmos metaheurísticos. Esta complejidad también se traduce en un alto coste computacional para el modelo, por lo que se implementa un modelo de redes neuronales profundas que permite la validación del diseño sin necesidad de computación. Dada la naturaleza discreta del problema, se proponen técnicas de discretización para adaptar los algoritmos al problema de optimización estructural. Además, para mejorar las soluciones obtenidas a partir de estos algoritmos discretos, se introducen métodos de hibridación basados en la técnica K-means y operadores de mutación en función del tipo de algoritmo. Los algoritmos utilizados se clasifican en dos ramas. La primera son los basados en trayectorias como el Simulated Annealing, Threshold Accepting y el Algoritmo del Solterón. Por otra parte, se utilizan algoritmos de inteligencia de enjambre como Jaya, Sine Cosine Algorithm y Cuckoo Search. La metodología de Análisis del Ciclo de Vida definida en la norma ISO 14040 se utiliza para evaluar el impacto social y medioambiental de los diseños propuestos. La aplicación de esta metodología permite evaluar el impacto y compararlo con otros diseños. La evaluación mono-objetivo de los diferentes criterios lleva a la conclusión de que la optimización de costes está asociada a una reducción del impacto medioambiental y social de la estructura. Sin embargo, la optimización de los criterios medioambientales y sociales no reduce necesariamente los costes. Por ello, para realizar una optimización multi-objetivo y encontrar una solución de compromiso, se implementa una técnica basada en la Teoría de Juegos, proponiendo una estrategia de juego cooperativo. La técnica multi-criterio utilizada es la Teoría de la Entropía para asignar pesos a los criterios para la función objetivo agregada. Los criterios considerados son los tres pilares de la sostenibilidad y la facilidad constructiva de la losa superior. Aplicando esta técnica se obtiene un diseño óptimo relativo a los tres pilares de la soste / [CAT] El disseny d'infraestructures està fortament influït per la cerca de solucions que tinguen en compte l'impacte en l'economia, el medi ambient i la societat. Aquests criteris estan molt relacionats amb la definició de sostenibilitat que va fer la Comissió Brundtland en 1987. Aquesta fita va suposar un repte per a tècnics, científics i legisladors. Aquest repte consistia a generar mètodes, criteris, eines i normatives que permeteren incloure el concepte de sostenibilitat en el desenvolupament i disseny de noves infraestructures. Des de llavors, s'han produït xicotets avanços en la cerca de la sostenibilitat, però es necessiten més a curt termini. Com a pla d'acció, les Nacions Unides van establir els Objectius de Desenvolupament Sostenible, fixant l'any 2030 com a meta per aconseguir-los. Dins d'aquests objectius, les infraestructures es postulen com un punt crític. Tradicionalment, s'han desenvolupat mètodes per a obtindre dissenys òptims des del punt de vista de l'impacte econòmic. No obstant això, encara que en els últims temps s'ha avançat en l'aplicació i utilització de mètodes d'anàlisis del cicle de vida complet, encara falta un consens clar, especialment en el pilar social de la sostenibilitat. Atés que la sostenibilitat engloba diferents criteris, que en principi no van necessàriament de la mà, el problema de la cerca de la sostenibilitat es planteja no sols com un problema d'optimització, sinó també com un problema de presa de decisions multi-criteri. L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és proposar diferents metodologies per a l'obtenció de dissenys òptims que introduïsquen els pilars de la sostenibilitat en el disseny de ponts mixtos. Com a problema estructural representatiu es proposa un pont viga en calaix de tres vans mixt. Donada la complexitat de l'estructura, en la qual intervenen 34 variables discretes, l'optimització amb mètodes matemàtics resulta inabordable. Per això, es proposa l'ús d'algorismes metaheurísticos. Aquesta complexitat també es tradueix en un alt cost computacional per al model, per la qual cosa s'implementa un model de xarxes neuronals profundes que permet la validació del disseny sense necessitat de computació. Donada la naturalesa discreta del problema, es proposen tècniques de discretització per a adaptar els algorismes al problema d'optimització estructural. A més, per a millorar les solucions obtingudes a partir d'aquests algorismes discrets, s'introdueixen mètodes d'hibridació basats en la tècnica K-*means i operadors de mutació en funció del tipus d'algorisme. Els algorismes utilitzats es classifiquen en dues branques. La primera són els basats en trajectòries com la Simulated Annealing, Threshold Accepting i el Old Bachelor Acceptance. D'altra banda, s'utilitzen algorismes d'intel·ligència d'eixam com Jaya, Sine Cosine Algorithm i Cuckoo Search. La metodologia d'Anàlisi del Cicle de Vida definida en la norma ISO 14040 s'utilitza per a avaluar l'impacte social i mediambiental dels dissenys proposats. L'aplicació d'aquesta metodologia permet avaluar l'impacte i comparar-lo amb altres dissenys. L'avaluació mono-objectiu dels diferents criteris porta a la conclusió que l'optimització de costos està associada a una reducció de l'impacte mediambiental i social de l'estructura. No obstant això, l'optimització dels criteris mediambientals i socials no redueix necessàriament els costos. Per això, per a realitzar una optimització multi-objectiu i trobar una solució de compromís, s'implementa una tècnica basada en la Teoria de Jocs, proposant una estratègia de joc cooperatiu. La tècnica multi-criteri utilitzada és la Teoria de l'Entropia per a assignar pesos als criteris per a la funció objectiu agregada. Els criteris considerats són els tres pilars de la sostenibilitat i la facilitat constructiva de la llosa superior. Aplicant aquesta tècnica s'obté un disseny òptim relatiu als tres pilars de la sostenibilitat i a partir del qual es millora la facilitat constructiva. / [EN] Infrastructure design is strongly influenced by the search for solutions considering the impact on the economy, the environment, and society. These criteria were strongly related to the definition of sustainability by the Brundtland Commission in 1987. This milestone posed a challenge for technicians, scientists, and legislators alike. This challenge consisted of generating methods, criteria, tools, and regulations that would allow the inclusion of the concept of sustainability in developing and designing new infrastructures. Since then, small advances have been made in the search for sustainability, but they need more in the short term. As an action plan, the United Nations established the Sustainable Development Goals, setting the year 2030 as the target for achieving them. Within these goals, infrastructure is postulated as a critical point. Traditionally, methods have been developed to obtain optimal designs from the point of view of economic impact. However, although recent advances have been made in implementing and using complete life cycle analysis methods, there still needs to be a clear consensus, especially in the social pillar of sustainability. Given that sustainability encompasses different criteria, which in principle do not necessarily go hand in hand, the problem of finding sustainability is posed not only as an optimization problem but also as a multi-criteria decision-making problem. The main objective of this doctoral thesis is to propose different methodologies for obtaining optimal designs that introduce the pillars of sustainability in the design of steel-concrete composite bridges. A three-span box-girder bridge is proposed as a representative structural problem. Given the complexity of the structure, which involves 34 discrete variables, optimization with mathematical methods is unaffordable. Therefore, the use of metaheuristic algorithms is proposed. This complexity also translates into a high computational cost for the model, so a deep neural networks model is implemented to allow the validation of the design without the need for computation. Given the problem's discrete nature, discretization techniques are proposed to adapt the algorithms to the structural optimization problem. In addition, to improve the solutions obtained from these discrete algorithms, hybridization methods based on the K-means technique and mutation operators are introduced depending on the type of algorithm. The algorithms used are classified into two branches. The first are those based on trajectories such as Simulated Annealing, Threshold Accepting, and Old Bachelor Acceptance. Moreover, swarm intelligence algorithms such as Jaya, Sine Cosine Algorithm, and Cuckoo Search are used. The Life Cycle Assessment methodology defined in the ISO 14040 standard is used to evaluate the social and environmental impact of the proposed designs. The application of this methodology allows the evaluation of the impact and comparison with other designs. The single-objective evaluation of the different criteria leads to the conclusion that cost optimization is associated with a reduction of the environmental and social impact of the structure. However, optimizing environmental and social criteria does not necessarily reduce costs. Therefore, to perform a multi-objective optimization and find a compromise solution, a technique based on Game Theory is implemented, proposing a cooperative game strategy. The multi-criteria technique used is the Entropy Theory to assign criteria weights for the aggregate objective function. The criteria considered are the three pillars of sustainability and the constructive ease of the top slab. Applying this technique results in an optimal design concerning the three pillars of sustainability and from which the constructive ease is improved. / I would like to thank the Spanish Ministry of Science and Innovation. This research would not have been possible without the support of grant FPU-18/01592, funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033, "ESF invests in your future", as well as the financial assistance provided by DIMALIFE (BIA2017-85098-R) and HYDELIFE (PID2020-117056RB-I00), both funded by MCIN/AEI/10.13039/5011-00011033, and "ERDF A way of making Europe". / Martínez Muñoz, D. (2023). Optimal Deep Learning Assisted Design of Socially and Environmentally Efficient Steel Concrete Composite Bridges under Constrained Budgets [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/195967 / Compendio

[ES] Los productos perecederos representan un gran parte de los bienes que se comercializan en el mundo. Éstos productos empiezan a tener un papel más relevante dadas las condiciones de seguridad alimentaria que requiere la humanidad, en el año 2023 la población del planeta superó los 8 mil millones de habitantes, una cifra que presiona aún más el riesgo alimenticio del planeta. La gestión de éste tipo de cadenas de suministros es responsable en parte de la seguridad alimentaria de las personas, actualmente uno (1) de cada tres (3) kilos de comida que se producen en el mundo se pierde o desperdicia. Ésta situación merece un análisis más profundo, y por tanto se requiere dividir el problema en varias partes para saber la conexión del problema. Encontramos que el efecto látigo, un fenómeno que amplifica la demanda aguas arriba de la cadena de suministros, es responsable en cierto modo de ésta pérdida y desperdicio de alimento. Nuestra investigación encontró que existen varias causas que generan el efecto látigo, como la gestión de la demanda, el tiempo de entrega o de reabastecimiento, nivel de deterioro del producto, entre otros. Éstas causas del efecto látigo fueron simuladas en una cadena de 10 retailers, una central de abastos, tres intermediarios rurales y 6 agricultores; con el fin de evidenciar el impacto en el inventario, el desperdicio y el nivel de servicio de una cadena de suministros del banano. Para la simulación diseñamos un modelos de previsión de demanda Prophet, el cual tuvo en cuenta la tendencia y estacionalidad de la demanda del banano, y el tiempo de entrega y de reabastecimiento de los proveedores. Nuestro modelo logró disminuir el efecto látigo en casi una cuarta parte con respecto a un modelo de previsión básico (Naïve), también redujo el inventario en toda la cadena de suministros del banano en casi tres veces con relación al modelo Naïve. Éstos resultados fueron consistentes en todos los escenarios donde se tuvo en cuenta el nivel de desperdicio del banano, cambios en los tiempos de entrega y de reabastecimiento. Nuestro mayor aporte a la investigación fue diseñar un modelo de previsión basado en Prophet, que no se había usado para disminuir el efecto látigo en una cadena de perecederos, evidenciando que el nivel de deterioro del producto afecta en mayor medida el inventario en la cadena de suministros, en comparación con el tiempo de entrega y de reabastecimiento. Los aportes y hallazgos encontrados en la investigación, deben ser ampliados hacia nuevas líneas, que involucren el comportamiento humano como causa del efecto látigo, otro tipo de alimentos que tengan mayor nivel de vida útil, y estructuras de cadenas que tengan variaciones en sus pedidos, tiempos de producción y capacidades organizacionales / [CA] Els productes peribles representen una gran part dels productes venuts al món. Aquests productes comencen a tenir un paper més rellevant donades les condicions de seguretat alimentària que requereix la humanitat. El 2023, la població del planeta va superar els 8.000 milions d'habitants, una xifra que pressiona encara més el risc alimentari del planeta. La gestió d'aquest tipus de cadenes de subministrament és en part responsable de la seguretat alimentària de les persones; actualment es perd o es malgasta un (1) de cada tres (3) quilos d'aliments produïts al món. Aquesta situació mereix una anàlisi més profunda, i per tant cal dividir el problema en diverses parts per conèixer la connexió del problema. Hem trobat que l'efecte fuet, un fenomen que amplifica la demanda aigües amunt de la cadena de subministrament, és una mica responsable d'aquesta pèrdua i malbaratament d'aliments. La nostra investigació va trobar que hi ha diverses causes que generen l'efecte fuet, com ara la gestió de la demanda, el temps de lliurament o reposició, el nivell de deteriorament del producte, entre d'altres. Aquestes causes de l'efecte fuet es van simular en una cadena de 10 minoristes, un centre de subministrament, tres intermediaris rurals i 6 agricultors; per tal de demostrar l'impacte en l'inventari, els residus i el nivell de servei d'una cadena de subministrament de plàtan. Per a la simulació vam dissenyar un model de previsió de la demanda del Profeta, que tenia en compte la tendència i l'estacionalitat de la demanda de plàtan, i el temps de lliurament i reposició dels proveïdors. El nostre model va aconseguir reduir l'efecte fuet en gairebé una quarta part en comparació amb un model bàsic de previsió (Naïve), també va reduir l'inventari a tota la cadena de subministrament de plàtan gairebé tres vegades en comparació amb el model Naïve. Aquests resultats van ser coherents en tots els escenaris on es va tenir en compte el nivell de residus de plàtan, els canvis en els temps de lliurament i reposició. La nostra major contribució a la investigació va ser dissenyar un model de previsió basat en Prophet, que no s'havia utilitzat per reduir l'efecte fuet en una cadena perible, demostrant que el nivell de deteriorament del producte afecta en major mesura l'inventari de la cadena de subministrament. subministraments, en comparació amb el temps de lliurament i reposició. Les contribucions i troballes que es troben a la investigació s'han d'ampliar cap a noves línies, que impliquen el comportament humà com a causa de l'efecte fuet, altres tipus d'aliments que tenen un nivell més alt de vida útil i estructures de cadena que tenen variacions en els seus ordres, temps de producció i capacitats organitzatives / [EN] Perishable products represent a large part of the goods traded in the world. Given the food security conditions required by humanity, these products are beginning to play a more relevant role; in 2023, the world's population exceeded 8 billion inhabitants, putting even more pressure on the planet's food risk. This type of supply chain management is partly responsible for people's food security. One (1) of every three (3) kilos of food produced worldwide needs to be recovered or used. This situation deserves a more profound analysis; therefore, it is necessary to divide the problem into several parts to know the connection of the problem. We found that the bullwhip effect, a phenomenon that amplifies the demand upstream of the supply chain, is responsible in some way for this loss and waste of food. Our research found that several causes generate the bullwhip effect, such as demand management, delivery or replenishment time, and level of product deterioration. These causes of the bullwhip effect were simulated in a chain of 10 retailers, a supply center, three rural intermediaries, and six farmers to demonstrate the impact on a banana supply chain's inventory, waste, and service level. For the simulation, we designed a Prophet demand forecasting model, which considered the trend and seasonality of banana demand and suppliers' delivery and replenishment time. Our model managed to reduce the bullwhip effect by almost a quarter compared to a basic forecasting model (Naïve), and it also reduced inventory in the entire banana supply chain by almost three times compared to the Naïve model. These results were consistent in all scenarios where the level of banana waste, changes in delivery, and replenishment times were considered. Our most significant contribution to the research was to design a forecasting model based on Prophet, which had not been used to reduce the bullwhip effect in a perishable goods chain, showing that the level of product deterioration affects inventory in the supply chain to a greater extent, compared to delivery and replenishment time. The contributions and findings found in the research should be extended to new lines involving human behavior as a cause of the bullwhip effect, other types of foods with a longer shelf life, and chain structures with variations in their orders, production times, and organizational capacities. / Durán Peña, JA. (2024). Diseño de un modelo de previsión de demanda para reducir el efecto látigo en una cadena de suministros de perecederos [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/210911

[ES] Las redes inalámbricas interiores son una parte integral de las comunicaciones actuales. Debido a la alta demanda de confiabilidad y la enorme densidad de redes interiores, algunas de ellas están migrando hacia las frecuencias de onda milimétrica (mmW), donde están disponibles mayor ancho de banda y rendimiento. Diseñar la red para la banda mmW ofrece soluciones a algunos problemas presentes en frecuencias m 'as bajas pero también plantea nuevos desafíos. Esta Tesis se centra en particular en casos de uso de conferencias en entornos grandes. La principal funcionalidad de la red de conferencias es realizar conferencias. Principalmente, esto significa transmitir señales de audio desde los participantes y fuentes de audio a otros participantes. Por lo tanto, se presenta el conjunto de requisitos para el diseño y despliegue de la red resultantes de los estándares de la conferencia, tipos de datos, estructura de los datos transmitidos, propagación en ambientes interiores y fenómenos físicos relacionados con la longitud de onda. Las soluciones de conferencias inalámbricas existentes se proporcionan en frecuencias Wi-Fi, es decir, 2,4 GHz y 5 GHz. Sin embargo, su objetivo no es conectar a los participantes de la conferencia a Internet, sino crear una red que cumpla con los requisitos de la conferencia basada en la funcionalidad proporcionada en la familia de estándares 802.11. La enmienda 802.11ay se proporciona para la comunicación en la banda de frecuencia de 60 GHz. Para permitir una fácil transición de las redes de conferencias inalámbricas hacia mmW, se estudia la enmienda 802.11ay y el canal de radio de 60 GHz. Se considera que el estándar es inadecuado para el tipo y la cantidad de datos enviados en las redes de conferencias inalámbricas. Está diseñado para trabajar con grandes cantidades de datos, mientras que los datos principales en las redes de conferencias son audio en tiempo real. Enviar tramas de datos con esa poca información introduce una sobrecarga significativa debido a los datos del pre 'ambulo en PPDU. Sin embargo, se considera que algunas de sus características merecen una mayor exploración. Al estudiar el caso de uso de la conferencia, es importante centrarse en las configuraciones dedicadas a las conferencias, es decir, la influencia de las propiedades de los materiales interiores, la forma y el tamaño del entorno, y el tipo y ubicación de la antena en la propagación. Para el canal de radio de 60 GHz se estudia el efecto multitrayecto, lo que lleva a la creación del modelo de predicción RMS DS. Además, se muestra que la directividad en esta banda proporciona una gran ventaja si se utiliza la transmisión LoS o si el reflector conocido ayuda a dirigir el haz en la dirección de receptor (RX). Además, esta Tesis también se centra en frecuencias distintas a 60 GHz, precisamente 27 GHz y 28 GHz, las frecuencias introducidas en el Rango de Frecuencia 2 (FR2) 5G NR. Para esta Tesis se realizaron varias campañas de medición en diferentes ambientes, como el auditorio, el aula grande, la sala de reuniones y la sala de seminarios. Los resultados resaltan la importancia de conocer el entorno para optimizar el despliegue de la red. El ray tracing (RT) se utiliza para profundizar la comprensión del comportamiento de los canales de radio medidos. Se identifica el origen de los componentes de trayectorias múltiples y los objetos que son reflectores de mayor impacto. Además, las simulaciones de entornos disponibles se realizan para frecuencias, configuraciones de antenas y configuraciones de mobiliario distintas a las de las mediciones realizadas. Se midieron e introdujeron en el simulador RT los valores de las pérdidas de transmisión y reflexión introducidas por objetos presentes en entornos grandes en frecuencias de 26-40 GHz y 55-65 GHz para permitir resultados m 'as precisos de las simulaciones. La comparación entre mediciones y simulaciones muestra la utilidad de las simulaciones RT en el análisis de canales de radio. / [CA] Les xarxes sense fil d'interior són una part integral de les comunicacions actuals. A causa de l'alta demanda de fiabilitat i la gran densitat de xarxes interiors, algunes d'elles migren cap a les freqüències de les ones mil·límetres (mmW), on hi ha una amplada de banda i un rendiment més grans disponibles. Dissenyar la xarxa per a la banda mmW ofereix solucions a alguns problemes presents en freqüències més baixes però també planteja nous reptes. Aquesta tesi se centra especialment en casos d'ús de conferències en entorns grans. La principal funcionalitat de la xarxa de conferències és la realització de conferències. Principalment, això significa transmetre senyals d'àudio dels participants i fonts d'àudio a altres participants. Per tant, es presenta el conjunt de requisits per al disseny i desplegament de la xarxa resultant dels estàndards de conferència, els tipus de dades, l'estructura de les dades transmeses, la propagació en entorns interiors i els fenòmens físics relacionats amb la longitud d'ona. Les solucions de conferències sense fil existents es proporcionen en freqüències Wi-Fi, és a dir, 2,4 GHz i 5 GHz. Tanmateix, no pretenen connectar els participants de la conferència a Internet, sinó crear una xarxa que compleixi els requisits de la conferència basada en la funcionalitat proporcionada a la família d'estàndards 802.11. L'esmena 802.11ay es proporciona per a la comunicació a la banda de freqüència de 60 GHz. Per permetre una fàcil transició de les xarxes de conferències sense fil cap al mmW, s'estudia l'esmena 802.11ay i el canal de ràdio de 60 GHz. Es considera que l'estàndard és inadequat per al tipus i la quantitat de dades enviades a les xarxes de conferències sense fil. Està dissenyat per treballar amb grans quantitats de dades, mentre que les dades principals de les xarxes de conferències són àudio en temps real. L'enviament de trames de dades amb aquesta poca informació introdueix una sobrecàrrega important a causa de les dades del preàmbul a PPDU. No obstant això, es considera que algunes de les seves característiques mereixen una exploració més detallada. Mentre s'estudia el cas d'ús de la conferència, és important centrar-se en les configuracions dedicades a les conferències, és a dir, la influència de les propietats dels materials interiors, la forma i la mida de l'entorn, i el tipus i col·locació d'antena en la propagació. Per al canal de ràdio de 60 GHz, s'estudia l'efecte multicamí, que condueix a la creació del model de predicció RMS DS. A més, es demostra que la directivitat en aquesta banda dóna un gran avantatge si s'utilitza la transmissió LoS o si el reflector conegut ajuda a dirigir el feix en la direcció de receptor (RX). A més, aquesta Tesi també se centra en freqüències diferents de 60 GHz, precisament 27 GHz i 28 GHz, les freqüències introduïdes en el rang de freqüències 2 (FR2) 5G NR. Per a aquesta Tesi s'han realitzat diverses campanyes de mesura en diferents entorns, com ara l'auditori, l'aula gran, la sala de reunions i la sala de seminaris. Els resultats posen de manifest la importància de conèixer l'entorn per tal d'optimitzar el desplegament de la xarxa. El ray tracing (RT) s'utilitza per aprofundir en la comprensió del comportament dels canals de ràdio mesurats. S'identifica l'origen dels components multipath i els objectes que són reflectors més impactants. A més, es realitzen simulacions dels entorns disponibles per a freqüències, configuracions d'antenes i configuracions de mobles diferents de les de les mesures realitzades. Es van mesurar els valors de les pèrdues de transmissió i reflexió introduïdes per objectes presents en entorns grans en freqüències de 26-40 GHz i 55-65 GHz i es van introduir al simulador RT per permetre els resultats més precisos de les simulacions. La comparació entre mesures i simulacions mostra la utilitat de les simulacions RT en l'anàlisi de canals de ràdio. / [EN] Indoor wireless networks are an integral part of today's communications. Due to the high demand for reliability and the huge density of indoor networks, some of them are migrating towards the Millimeter Wave (mmW) frequencies, where larger bandwidth and throughput are available. Designing the network for the mmW band offers solutions to some problems present in lower frequencies but also poses new challenges. This Thesis focuses in particular on conference use cases in large environments. The main functionality of the conference network is to conduct conferences. Primarily, this means transmitting audio signals from participants and audio sources to other participants. Therefore, the set of requirements for the network design and deployment resulting from conference standards, data types, structure of transmitted data, propagation in indoor environments, and physical phenomena related to the wavelength are presented. Existing wireless conference solutions are provided in Wi-Fi frequencies, that is 2.4 GHz and 5 GHz. However, they do not aim to connect conference participants to the Internet but to create a network fulfilling the conference requirements based on the functionality provided in 802.11 standards family. The 802.11ay amendment is provided for communication in the 60 GHz frequency band. To allow an easy transition of wireless conference networks towards the mmW, the 802.11ay amendment and the 60 GHz radio channel are studied. The standard is found to be inadequate for the type and amount of data sent in the wireless conference networks. It is designed to work with large amounts of data, whereas the primary data in conference networks is real-time audio. Sending data frames with that little information introduces significant overhead due to the preamble data in Physical Protocol Data Unit (PPDU). Nevertheless, some of its features are considered worth further exploration. While studying the conference use case, it is important to focus on setups dedicated to the conferences, that is, the influence of indoor materials properties, the environment's shape and size, and antenna type and placement on the propagation. For the 60 GHz radio channel, the multipath effect is studied, which leads to the creation of the Root Mean Square Delay Spread (RMS DS) prediction model. Moreover, it is shown that directivity in this band gives a great advantage if the Line of Sight (LoS) transmission is used or the known reflector helps to steer the beam into the direction of the receiver. Furthermore, this Thesis also focuses on frequencies other than 60 GHz, precisely 27 GHz and 28 GHz, the frequencies introduced in Frequency Range 2 (FR2) Fifth Generation (5G) New Radio (NR). Several measurement campaigns were performed for this Thesis in different environments, such as the auditory, the large classroom, the meeting room, and the seminar room. The results highlight the importance of knowing the environment in order to optimize network deployment. The Ray Tracing (RT) is used to deepen the understanding of the measured radio channels' behaviour. The origin of multipath components and the objects that are most impactful reflectors are identified. Moreover, the simulations of available environments are performed for frequencies, antenna setups, and furniture configurations other than those in performed measurements. Values of transmission and reflection losses introduced by objects present in large environments in frequencies 26-40 GHz and 55-65 GHz were measured and introduced into the RT simulator to allow the most precise results of simulations. Comparison between measurements and simulations shows the usefulness of RT simulations in radio channel analysis. / This thesis was partly founded by the H2020 Marie Sklodowska-Curie Actions Program within Project Grant No. 766231 WAVECOMBE - ITN - 2017. Measurement campaigns in Gdansk University of Technology were partially funded by the COST Action CA20120, ”Intelligence-Enabling Radio Commu- nications for Seamless Inclusive Interactions” (INTERACT) under the Short Term Scientific Mission No. CA20120-2146922e. / Drozdowska, MK. (2024). Intelligent Design of mmWave Conference Networks in Built Environments [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211182

[ES] Esta tesis investiga los mecanismos microscópicos de la adsorción selectiva y difusión de etileno en zeolitas que contienen plata mediante una combinación de dispersión inelástica de neutrones (INS), dispersión cuasielástica de neutrones (QENS) y teoría funcional de densidad (DFT). Las zeolitas se han aplicado con éxito como materiales adsorbentes en varias separaciones desafiantes debido a sus propiedades físicas químicas notables y ajustables. Un uso particular está relacionado con la separación de alquenos de alcanos. Además de funcionar como tamices moleculares, la interacción selectiva del alqueno con los cationes de metales de transición ubicados en las cavidades de las zeolitas juega un papel crucial al mejorar la separación selectiva mediante un mecanismo conocido como complejación pi. La energía de unión de la complejación pi es intermedia entre una fisisorción fuerte y una quimisorción débil, lo que permite una alta selectividad y regenerabilidad de las moléculas adsorbidas en el sitio del metal de transición. Aunque se han publicado varios estudios sobre la adsorción de etileno en zeolitas con Ag, la mayoría se basan en técnicas experimentales o en predicciones puramente teóricas que no describen completamente el sistema bajo investigación. Por lo tanto, la interacción del etileno con la plata y los factores que determinan este mecanismo de adsorción selectiva y la difusión del etileno adsorbido en zeolitas con Ag aún no se comprenden completamente. La combinación de enfoques teóricos (DFT) y experimentales (INS y QENS) para estudiar la complejación pi de etileno en zeolitas de plata de poros pequeños CHA, RHO y LTA permite comprender las influencias de la geometría local de la estructura y entorno de los sitios Ag+ en la formación de complejos pi y difusión de la molecula. Además, este método puede extenderse a investigaciones en muchos materiales similares (sean otras zeolitas o diferentes sistemas microporosos) como una herramienta para proporcionar información cualitativa y cuantitativa satisfactoria. / [CA] Esta tesi investiga els mecanismes microscòpics de l'adsorció selectiva i difusió d'etilé en zeolites que contenen plata mitjançant una combinació de dispersió inelàstica de neutrons (INS), dispersió cuasielástica de neutrons (QENS) i teoria funcional de densitat (DFT). Les zeolites s'han aplicat amb èxit com a materials adsorbents en diverses separacions desafiadores a causa de les seues propietats físiques químiques notables i ajustables. Un ús particular està relacionat amb la separació d'alquens d'alcans. A més de funcionar com a tamisos moleculars, la interacció selectiva de l'alqué amb els cations de metalls de transició situats en les cavitats de les zeolites juga un paper crucial en millorar la separació selectiva mitjançant un mecanisme conegut com a complexació pi. L'energia d'unió de la complexació pi és intermèdia entre una fisisorción forta i una quimisorción feble, la qual cosa permet una alta selectivitat i regenerabilidad de les molècules objectiu adsorbidas en el lloc del metall de transició. Encara que s'han publicat diversos estudis sobre l'adsorció d'etilé en zeolites con Ag, la majoria es basen en tècniques experimentals o en prediccions purament teòriques que no descriuen completament el sistema sota investigació. Per tant, la interacció de l'etilé amb la plata i els factors que determinen este mecanisme d'adsorció selectiva i la difusió de l'etilé adsorbido en zeolites con Ag encara no es comprenen completament. La combinació d'enfocaments teòrics (DFT) i experimentals (INS i QENS) per a estudiar la complexació $\pi$ d'etilé en zeolites de plata de porus xicotets CHA, RHO i LTA permet comprendre les influències de la geometria local de l'estructura i entorn dels llocs Ag+ en la formació de complexos pi i difusió. A més, este mètode pot estendre's a investigacions en molts materials similars (ja siguen altres zeolites o diferents sistemes microporosos) com una ferramenta per a proporcionar informació qualitativa i quantitativa satisfactòria. / [EN] This thesis investigates the microscopic mechanisms of the selective adsorption and diffusion of ethylene on silver containing zeolites by a combination of Inelastic Neutron Scattering (INS), Quasielastic Neutron Scattering (QENS) and Density Functional Theory (DFT). Zeolites has been successfully applied as adsorbents materials to several challenging separations due to their remarkable and tunable chemical physical properties. One particular use is related to the separation of alkenes from alkanes. Apart from working as molecular sieves, the selective interaction of the alkene with transition metal cations located in the cavities of the zeolites plays a crucial role enhancing the selective separation by a mechanism known as pi-complexation. The pi-complexation binding energy is intermediate between a strong physisorption and a weak chemisorption, which allows high selectivity and regenerability of the targeted molecules adsorbed on the transition metal site. Although several studies have been published regarding the adsorption of ethylene on Ag-zeolites, most are based on experimental techniques or on purely theoretical predictions that do not completely describe the system under investigation. Therefore, the interaction of ethylene with silver and the factors that determine this selective adsorption mechanism and the diffusion of the adsorbed ethylene on Ag-zeolites are not fully understood yet. The combination of theoretical (DFT) and experimental (INS and QENS) approaches to study ethylene pi-complexation in silver small pore zeolites CHA, RHO and LTA allows to understand the influences of the local geometry of the framework and the neighboring chemical environment of the Ag+ sites on the formation of pi-complexes and diffusion of the molecule. Furthermore, this method may be extended to investigations in many alike materials (whether other zeolites or different microporous systems) as a tool to provide satisfactory qualitative and quantitative information. / This thesis has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement No 847439 in the framework of the PhDdoctoral training InnovaXN.This project was apartnership between the InstitutLaue-Langevin(ILL) in Grenoble (France),the Instituto de Tecnología Química (ITQ) Universidad Politecnica de Valencia (Spain)and CepsaSA industry in Madrid,(Spain). / Almeida, G. (2024). Understanding the microscopic mechanism for the industrially relevant ethylene/ethane separation by silver-containing molecular sieves [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211228

El fenomen atmosf��ric de les brises marines adopta a l���illa de Mallorca caracter��stiques protot��piques, i la seva efectivitat permet una f��cil constataci�� com�� i la subseq��ent verificaci�� cient��fica. Operant simult��niament des de les diferents costes, les brises adquireixen un car��cter unitari i centr��pet que ocasiona converg��ncies d���aire a ��rees de l���interior, a on la precipitaci�� estival tendeix a focalitzar-se. L���espai agrari de Mallorca s���ha conformat hist��ricament amb el massiu desplegament territorial d���infrastructures de base cereal��stica, fonamentalment eres de batre. El principal factor de la seva localitzaci�� ��s la disponibilitat de vent, tot constituint unitats de significaci�� e��lica susceptibles d���interpretar-se en clau clim��tica. La seva georeferenciaci�� per fotointerpretaci�� de l���ortofotografia de l���any 1956 s���ha tradu��t en un mapa sint��tic d���eres, m��s una metodologia in��dita per a determinar indirectament les direccions del vent a cada empla��ament. El model ���anemogr��fic��� resultant s���ajusta amb relativa bondat amb les simulacions del sistema de brises precedents. / El fen��meno atmosf��rico de las brisas marinas adopta en la isla de Mallorca caracter��sticas protot��picas, y su efectividad permite una f��cil constataci��n com��n y la subsiguiente verificaci��n cient��fica. Operando simultaneamente desde las diferentes costas, las brisas adquieren un car��cter centr��peto que ocasiona convergencias de aire en ��reas del interior, donde la precipitaci��n estival tiende a focalizarse. El espacio agrario de Mallorca se ha conformado hist��ricamente con el masivo despliegue territorial de infraestructuras de base cereal��stica, fundamentalmente eras de trillar. El principal factor de su localizaci��n es la disponibilidad de viento, constituyendo unidades de significaci��n e��lica susceptibles de interpretarse en clave clim��tica. Su georeferenciaci��n por fotointerpretaci��n de la ortofotografia del a��o 1956 se traduce en un mapa sint��tico de eras, m��s una metodolog��a in��dita para determinar indirectamente las direcciones del viento en cada emplazamiento. El modelo ���anemogr��fico��� resultante se ajusta con relativa bondad con las simulaciones del sistema de brisas precedentes. / In Mallorca, sea breeze presents prototypical characteristics. It is so consistent that its effectiveness allows for easy common as well as scientifc verification. Daytime breezes operate simultaneously from different coasts, and penetrate inland. Its centripetal nature causes wind convergences in certain inland areas, where summer rainfall tend to focus. The agricultural area has historically made with massive territorial deployment of cereal production infrastructure, mainly threshing floors, the main factor of its location being the quantity of the wind resources available. These are small circular spaces that can be interpreted in relation to climate. A synthetic chart of threshing floors and a methodology designed to indirectly determine the dominant wind directions at each site have been developed, based on their geo-referencing by photo-interpretation of the ortho-photographs of 1956. The resulting ���anemographic��� model fits nicely with the main features of the sea breezes identifed by the theoretical-experimental and numerical simulations already tested.

Aquesta tesi presenta un projecte de gestió integral d'infraestructures hidràuliques de sanejament a la Conca del riu Besòs. S'han considerat dos sistemes de sanejament (La Garriga i Granollers) amb les seves respectives xarxes de clavegueram i Estacions Depuradores d'Aigües Residuals (EDAR), i un tram del riu Congost, afluent del Besòs, com a medi receptor de les seves aigües residuals. Amb aquesta finalitat es construeix i s'utilitza un Sistema de Suport a la Decisió Ambiental (SSDA). Aquesta eina incorpora l'ús de models de simulació de qualitat de l'aigua pels sistemes de clavegueram, EDAR i riu, com a forma d'extracció de coneixement sobre la gestió integrada d'aquests elements. Aquest coneixement es conceptualitza, posteriorment, en forma d'arbres de decisió, que proporcionaran a l'usuari les actuacions a realitzar davant de les diferents situacions reals de gestió diària. / This thesis presents an integrated management project for hydraulic sanitation infrastructures at the basin of the River Besòs. Two sanitation systems were taken into account (La Garriga and Granollers) with their respective sewage systems and Wastewater Treatment Plants (WWTP), and one stretch of the River Congost, a tributary of the Besòs, as a receptor environment for their waste water. To this end, an Environmental Decision Support System (EDSS) was constructed and used. This tool incorporates the use of water quality simulation models for the sewage systems, WWTP and river as a means of obtaining knowledge about the integrated management of these elements. This knowledge is later conceptualised in the form of decision trees, which provide the user with the interventions to be carried out when faced with the various real situations which arise in day-to-day management.

[ES] La investigación realizada como parte de este doctorado industrial en COMET Ingeniería y la Universitat Politècnica de València aborda el problema crítico de las cargas vibroacústicas durante la fase de despegue de los lanzadores espaciales. Estas son una amenaza para la integridad de la carga de pago. El enfoque es mejorar el comportamiento vibroacústico de los vehículos de lanzamiento mediante el desarrollo de tecnologías de mitigación y una metodología de predicción numérica. Se han identificado dos fases: predecir la generación y propagación del ruido aeroacústico y diseñar sistemas de mitigación del ruido. El objetivo en la predicción aeroacústica es doble: abordar la predicción imprecisa de la carga acústica durante el lanzamiento y comprender los mecanismos que modifican el campo acústico. Las condiciones hostiles de este entorno limitan la medición del ruido emitido por un vehículo de lanzamiento. Por tanto, hemos propuesto un método numérico basado en las mismas ecuaciones para resolver la generación y propagación del ruido con CFD. La primera estrategia que proponemos es un modelo de URANS, que ofrece factibilidad computacional con la capacidad de calcular campos de flujo promediados en conjunto mientras retiene el término transitorio. La segunda estrategia es una LES, que proporciona mayor precisión en un código diseñado para una eficiente computación con GPU. El estudio simula el entorno acústico durante el lanzamiento de un cohete VEGA con ambas estrategias. Los modelos CFD se han validado utilizando datos de lanzamientos reales, demostrando su eficacia en predecir ondas de choque, flujo turbulento y propagación del campo acústico. El estudio también explora el impacto de los deflectores en las cargas acústicas, enfatizando la importancia de la elección y forma del deflector. Además del campo cercano del chorro del cohete, se estudia el campo de presión en la cofia como novedad en este trabajo. Para la mitigación del ruido, la investigación se centra en metamateriales acústicos basados en resonadores de Helmholtz. Esta solución puede proporcionar una absorción casi perfecta dentro de la gama de sub-longitudes de onda y es totalmente sintonizable. El enfoque propuesto se basa en dos etapas para reducir el campo acústico que ingresa a la cofia. En primer lugar, se reduce el ruido en el camino de propagación en la plataforma, lo que disminuye el ruido de banda ancha hacia la cofia. En segundo lugar, se aumenta la TL de la carcasa de la cofia, lo que reduce el SPL que ingresa, y se maximiza la absorción interna para atenuar la reverberación. Se han realizado tres diseños de metamateriales: RTA para la plataforma de lanzamiento, SRA para el carenado y CHAR para aplicaciones multifuncionales en el carenado. Campañas experimentales validan la eficacia de estos metamateriales en la reducción del ruido, con logros destacados en coeficientes de absorción y pérdida de transmisión. La combinación de RTA y SRA en el lanzador VEGA resulta en una reducción del OASPL de 7.8 dB. Además, el CHAR ha sido diseñado para incorporar resonadores de Helmholtz en la estructura compuesta tipo sándwich de la cofia, con el objetivo de mejorar tanto las propiedades estructurales como la absorción de energía acústica al tiempo que proporciona un material ligero. Se exploran dos tipos de núcleos, siendo el diseño hexagonal el más eficiente en términos de masa y rendimiento estructural. Los hallazgos presentan una técnica innovadora de dos etapas para disminuir las cargas acústicas que llegan al carenado durante el despegue, reduciendo el riesgo de fallas técnicas. La solución propuesta supera a los materiales existentes de reducción de ruido, ofreciendo opciones de diseño personalizables adaptadas a entornos acústicos específicos. Además, los metamateriales exhiben una capacidad única para una absorción casi perfecta en frecuencias específicas, mostrando su potencial para aplicaciones prácticas en la industria aeroespacial. / [CA] La investigació realitzada com a part d'este doctorat industrial en *COMET Enginyeria i la Universitat Politècnica de València aborda el problema crític de les càrregues *vibroacústicas durant la fase d'enlairament dels llançadors espacials. Estes són una amenaça per a la integritat de la càrrega de pagament. L'enfocament és millorar el comportament *vibroacústico dels vehicles de llançament mitjançant el desenvolupament de tecnologies de mitigació i una metodologia de predicció numèrica. S'han identificat dos fases: predir la generació i propagació del soroll *aeroacústico i dissenyar sistemes de mitigació del soroll. L'objectiu en la predicció *aeroacústica és doble: abordar la predicció imprecisa de la càrrega acústica durant el llançament i comprendre els mecanismes que modifiquen el camp acústic. Les condicions hostils d'este entorn limiten el mesurament del soroll emés per un vehicle de llançament. Per tant, hem proposat un mètode numèric basat en les mateixes equacions per a resoldre la generació i propagació del soroll amb *CFD. La primera estratègia que proposem és un model de *URANS, que oferix factibilitat computacional amb la capacitat de calcular camps de flux fets una mitjana d'en conjunt mentres reté el terme transitori. La segona estratègia és una ELS, que proporciona major precisió en un codi dissenyat per a una eficient computació amb *GPU. L'estudi simula l'entorn acústic durant el llançament d'un coet VEGA amb totes dues estratègies. Els models *CFD s'han validat utilitzant dades de llançaments reals, demostrant la seua eficàcia a predir ones de xoc, flux turbulent i propagació del camp acústic. L'estudi també explora l'impacte dels deflectors en les càrregues acústiques, emfatitzant la importància de l'elecció i forma del deflector. A més del camp pròxim del doll del coet, s'estudia el camp de pressió en la còfia com a novetat en este treball. Per a la mitigació del soroll, la investigació se centra en *metamateriales acústics basats en ressonadors de *Helmholtz. Esta solució pot proporcionar una absorció quasi perfecta dins de la gamma de *sub-longituds d'ona i és totalment sintonitzable. L'enfocament proposat es basa en dos etapes per a reduir el camp acústic que ingressa a la còfia. En primer lloc, es reduïx el soroll en el camí de propagació en la plataforma, la qual cosa disminuïx el soroll de banda ampla cap a la còfia. En segon lloc, s'augmenta la *TL de la carcassa de la còfia, la qual cosa reduïx el *SPL que ingressa, i es maximitza l'absorció interna per a atenuar la reverberació. S'han realitzat tres dissenys de *metamateriales: *RTA per a la plataforma de llançament, *SRA per al carenat i *CHAR per a aplicacions multifuncionals en el carenat. Campanyes experimentals validen l'eficàcia d'estos *metamateriales en la reducció del soroll, amb assoliments destacats en coeficients d'absorció i pèrdua de transmissió. La combinació de *RTA i *SRA en el llançador VEGA resulta en una reducció del *OASPL de 7.8 dB. A més, el *CHAR ha sigut dissenyat per a incorporar ressonadors de *Helmholtz en l'estructura composta tipus sàndwitx de la còfia, amb l'objectiu de millorar tant les propietats estructurals com l'absorció d'energia acústica al mateix temps que proporciona un material lleuger. S'exploren dos tipus de nuclis, sent el disseny hexagonal el més eficient en termes de massa i rendiment estructural. Les troballes presenten una tècnica innovadora de dos etapes per a disminuir les càrregues acústiques que arriben al carenat durant l'enlairament, reduint el risc de falles tècniques. La solució proposada supera als materials existents de reducció de soroll, oferint opcions de disseny personalitzables adaptades a entorns acústics específics. A més, els *metamateriales exhibixen una capacitat única per a una absorció quasi perfecta en freqüències específiques, mostrant el seu potencial per a aplicacions pràctiques en la indústria aeroespacial. / [EN] The research carried out as part of this industrial doctorate at COMET Ingeniería and the Universitat Politècnica de València addresses the critical problem of vibro-acoustic loads during the liftoff phase of space launchers. These are a threat to the integrity of the payload. The approach is to improve the vibroacoustic behaviour of launch vehicles by developing mitigation technologies and a numerical prediction methodology. Two phases have been identified: predicting the generation and propagation of aeroacoustic noise and designing noise mitigation systems. The objective in aeroacoustic prediction is twofold: to address the inaccurate prediction of the acoustic load during launch and to understand the mechanisms that modify the acoustic field. The hostile conditions of this environment limit the measurement of the noise emitted by a launch vehicle. Therefore, we have proposed a numerical method based on the same equations to solve the noise generation and propagation with CFD. The first strategy we propose is a URANS model, which offers computational feasibility with the ability to compute ensemble-averaged flow fields while retaining the transient term. The second strategy is an LES, which provides higher accuracy in a code designed for efficient GPU computing. The study simulates the acoustic environment during the launch of a VEGA rocket with both strategies. The CFD models have been validated using data from real launches, demonstrating their effectiveness in predicting shock waves, turbulent flow and acoustic field propagation. The study also explores the impact of baffles on acoustic loads, emphasising the importance of baffle choice and shape. In addition to the near-field of the rocket jet, the pressure field in the cowling is studied as a novelty in this work. For noise mitigation, the research focuses on acoustic metamaterials based on Helmholtz resonators. This solution can provide near-perfect absorption within the sub-wavelength range and is fully tunable. The proposed approach is based on two steps to reduce the acoustic field entering the coping. First, the noise in the propagation path on the platform is reduced, which decreases the broadband noise towards the coping. Secondly, the TL of the coping shell is increased, which reduces the incoming SPL, and internal absorption is maximised to attenuate reverberation. Three metamaterial designs have been realised: RTA for the launch pad, SRA for the fairing and CHAR for multifunctional applications in the fairing. Experimental campaigns validate the effectiveness of these metamaterials in noise reduction, with outstanding achievements in absorption coefficients and transmission loss. The combination of RTA and SRA in the VEGA launcher results in an OASPL reduction of 7.8 dB. In addition, CHAR has been designed to incorporate Helmholtz resonators into the sandwich composite structure of the shell, with the aim of improving both structural properties and acoustic energy absorption while providing a lightweight material. Two types of cores are explored, with the hexagonal design being the most efficient in terms of mass and structural performance. The findings present an innovative two-stage technique to decrease the acoustic loads reaching the fairing during take-off, reducing the risk of technical failure. The proposed solution outperforms existing noise reduction materials, offering customisable design options tailored to specific acoustic environments. In addition, the metamaterials exhibit a unique capability for near-perfect absorption at specific frequencies, showing their potential for practical applications in the aerospace industry. / Escartí Guillem, MS. (2024). Aeroacoustic Improvements during Lift-off of Launch Vehicles [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/204805

[ES] En los últimos años, se ha vuelto a considerar a la industria como un factor clave del impulso de la economía nacional y de la competitividad de los territorios. Esta apuesta por la reindustrialización supone un reto también de índole territorial que la investigación urbanística y las administraciones deben poder asumir y saber afrontar. Esto nos obliga a mirar hacia el espacio en el que se han desarrollado tradicionalmente las actividades económicas: los polígonos industriales. Unos lugares que han ido evolucionando a lo largo del tiempo hacia nuevas Áreas de Actividad Económica (AAE), en las que no sólo se desarrollan procesos productivos y una creciente actividad logística, sino que también han ido albergando actividades terciarias y empresariales. Sin embargo, la insuficiente planificación territorial de estas áreas ha configurado un tejido urbano escasamente planificado, con asentamientos que no siguen unos criterios mínimos de ordenación y equilibrio territorial. La gran cantidad de suelo industrial, su estado de obsolescencia y abandono en muchos casos no hacen más que poner de manifiesto la necesidad de modelos de transformación ágiles y ambiciosos. La evolución de la actividad económica y sus retos actuales requieren desde la Urbanística una reflexión profunda, considerando nuevos compromisos ambientales y desde perspectivas más amplias, de escala metropolitana. Esta investigación plantea la necesidad de abordar un estudio sobre la situación actual del suelo destinado a actividades económicas, asumiendo que es parte importante de la complejidad de una ciudad y de su territorio. Analizar la situación actual de las AAE del Área Metropolitana de Valencia nos va a permitir detectar y reconocer cuestiones que pueden llegar a ser determinantes para comprender su propia especificidad y potencialidades. Y también nos va a permitir comprender aspectos generales sobre los temas tratados, con el objetivo de avanzar en la búsqueda de visiones renovadas desde la disciplina urbanística para acometer la regeneración de estas áreas. / [CA] En els últims anys, s'ha tornat a considerar a la indústria com un factor clau de l'impuls de l'economia nacional i de la competitivitat dels territoris. Esta aposta per la reindustrialització suposa un repte també d'índole territorial que la investigació urbanística i les administracions han de poder assumir i saber afrontar. Això ens obliga a mirar cap a l'espai en el qual s'han desenvolupat tradicionalment les activitats econòmiques: els polígons industrials. Uns llocs que han anat evolucionant al llarg del temps cap a noves Àrees d'Activitat Econòmica (AAE), en les quals no sols es desenvolupen processos productius i una creixent activitat logística, sinó que també han anat albergant activitats terciàries i empresarials. No obstant això, la insuficient planificació territorial d'estes àrees ha configurat un teixit urbà escassament planificat, amb assentaments que no seguixen uns criteris mínims d'ordenació i equilibri territorial. La gran quantitat de sòl industrial, el seu estat d'obsolescència i el seu abandó en molts casos no fan més que posar de manifest la necessitat de models de transformació àgils i ambiciosos. L'evolució de l'activitat econòmica i els seus reptes actuals requerixen des de la Urbanística una reflexió profunda, considerant nous compromisos ambientals i des de perspectives més àmplies, d'escala metropolitana. Esta investigació planteja la necessitat d'abordar un estudi sobre la situació actual del sòl destinat a activitats econòmiques, assumint que és part important de la complexitat d'una ciutat i del seu territori. Analitzar la situació actual de les AAE de l'Àrea Metropolitana de València ens permetrà detectar i reconéixer qüestions que poden arribar a ser determinants per a comprendre la seua pròpia especificitat i potencialitats. I també ens permetrà comprendre aspectes generals sobre els temes tractats, amb l'objectiu d'avançar en la cerca de visions renovades des de la disciplina urbanística per a afrontarla regeneració d'estes àrees. / [EN] In recent years, industry has once again been considered a key factor in driving the national economy and territorial competitiveness. This commitment to reindustrialisation is also a territorial challenge that urban planning and public administrations must be able to take on and be able to deal with. This forces us to look at the spaces where economic activities have traditionally taken place: industrial estates. Areas that have evolved over time into new Areas of Economic Activity (AEA), in which not only productive processes and growing logistical activity take place, but also tertiary and business activities. However, the insufficient territorial planning of these areas has led to a poorly planned urban fabric, with settlements that do not meet the minimum standards of territorial balance and planning. The large quantity of industrial land, and in many cases, its state of obsolescence and abandonment clearly demonstrate the need for transformation models that are agile and ambitious. The evolution of economic activity and its current challenges require an in-depth reflection from the urban planning discipline, considering new environmental commitments and broader perspectives from a metropolitan scale. This research proposes the need to undertake a study on the current state of land allocated for economic activities, on the assumption that it plays an important role in the complexity of a city and its territory. Analysing the current state of AEA in the Metropolitan Area of Valencia will allow us to detect and recognise issues that may be decisive in understanding their own specificity and potential. And it will also allow us to understand general aspects of the issues dealt with, with the aim of advancing the search for renewed visions of urban planning to undertake the regeneration of these areas. / Gascón Hernández, AM. (2024). Las áreas de actividad económica ante los nuevos retos territoriales. Revisión y cambio en las estrategias de intervención [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205223

[ES] La formación de hollín en los motores de inyección directa de gasolina se rige por complejas interacciones entre procesos físicos, que varían en función del modo de funcionamiento del motor. Con la aplicación de normativas cada vez más estrictas, junto con ensayos de homologación más rigurosos, el reto de cumplir los límites de emisión de partículas se ha vuelto excepcionalmente exigente. En consecuencia, los fabricantes han recurrido a métodos de post-tratamiento de partículas a la salida del motor, como los filtros de partículas de gasolina, aunque a costa del rendimiento del motor y del consumo de combustible. Además, existe una creciente preocupación por la calidad del aire ambiente debido a las emisiones de partículas de los vehículos, con estudios que indican potenciales riesgos cancerígenos para la salud humana. Las herramientas de modelización ofrecen la ventaja de disminuir la necesidad de costosos ensayos de calibración experimental destinados a encontrar la estrategia óptima para mitigar las emisiones de partículas dentro de unos límites aceptables. En esta Tesis, se desarrolla un marco de modelización exhaustivo que aborda tres fuentes principales de formación de hollín: la mezcla inadecuada que da lugar a zonas ricas, las películas de combustible en las puntas de los inyectores y las películas de combustible en las paredes de la cámara de combustión debido al impacto del chorro. Al incorporar submodelos físicos para abordar estas vías de formación de hollín, se consigue una descripción completa de la distribución del tamaño de las partículas, teniendo en cuenta que las distintas fuentes contribuyen de forma diferente a las emisiones totales de partículas. El número, la masa y el tamaño de las partículas se determinan mediante la utilización de un mecanismo de reacción detallado para resolver las reacciones químicas que se producen en las regiones ricas definidas por el modelo multizona que se integra con un solucionador estocástico de partículas. El enfoque se complementó con simulaciones CFD tridimensional no reactivo para validar las formulaciones de los diversos submodelos. A continuación, se utilizaron ensayos experimentales realizados en un banco de pruebas de motores para evaluar las predicciones del modelo y también sirvieron como herramienta de validación para determinados submodelos en los casos en los que surgían ambigüedades en las simulaciones CFD. Además, se utilizaron ensayos ópticos realizados en un motor distinto del considerado en este estudio para obtener más información sobre los fenómenos en el cilindro que conducen a la formación de hollín. La herramienta ha demostrado su capacidad para predecir con exactitud la distribución del tamaño de las partículas en distintas condiciones de funcionamiento, captando eficazmente los cambios en la configuración de los parámetros del motor y las condiciones termodinámicas. Se identificó que las principales fuentes que contribuían a las emisiones de partículas procedían de la disminución de la calidad de la mezcla, especialmente evidente en cargas más elevadas debido al enriquecimiento del combustible, y de la humectación de la punta del inyector, que se manifestaba en todas las condiciones. Por consiguiente, el modelo de mezcla, basado en los parámetros de mezcla pertinentes, resultó eficaz para generar distribuciones de dosados, mientras que el modelo de evaporación de la película del inyector calculó la masa de la película de combustible en la punta de forma satisfactoria. Al integrar estos aspectos con un enfoque de postprocesamiento exhaustivo, que incorpora la eficiencia del recuento de partículas y consideraciones sobre el volumen de escape, se logró un alto grado de concordancia entre las predicciones numéricas y los datos de partículas medidos. Como resultado, la herramienta puede aprovecharse para simular las emisiones de partículas en condiciones transitorias de conducción, facilitando así el desarrollo de motores en el futuro próximo. / [CA] La formació de sutge en els motors d'injecció directa de gasolina es regeix per complexes interaccions entre processos físics, que varien en funció de la manera de funcionament del motor. Amb l'aplicació de reglaments cada vegada més estrictes i normes d'assaig més rigoroses, el repte de complir els límits d'emissió de partícules s'ha tornat excepcionalment exigent. En conseqüència, els fabricants han recorregut a mètodes de tractament de partícules posteriors a l'eixida del motor, com els filtres de partícules de gasolina, encara que a costa del rendiment del motor i del consum de combustible. A més, existeix una creixent preocupació per la qualitat de l'aire ambient degut a les emissions de partícules dels vehicles, amb estudis que indiquen riscos cancerígens potencials per a la salut humana. Les eines de modelització ofereixen l'avantatge de disminuir la necessitat de costosos assajos de calibratge experimental destinats a trobar l'estratègia òptima per a mitigar les emissions de partícules dins d'uns límits acceptables. En aquesta Tesi, es desenvolupa un marc de modelització exhaustiu que aborda tres fonts principals de formació de sutge: la mescla inadequada que dona lloc a zones riques, les pel·lícules de combustible en les puntes dels injectors i les pel·lícules de combustible en les parets de la cambra de combustió a causa de l'impacte del doll. En incorporar submodels físics per a abordar aquestes vies de formació de sutge, s'aconsegueix una descripció completa de la distribució de la grandària de les partícules, tenint en compte que les diferents fonts contribueixen de manera diferent a les emissions totals de partícules. El número, la massa i la grandària de les partícules es determinen mitjançant la utilització d'un mecanisme de reacció detallat per a resoldre les reaccions químiques que es produeixen a les regions riques definides pel model multizona que s'integra amb un solucionador estocàstic de partícules. L'enfocament es va complementar amb simulacions CFD tridimensional no reactiu per a validar les formulacions dels diversos submodels associats a les diferents vies. A continuació, es van utilitzar assajos experimentals realitzats en un banc de proves de motors per a avaluar les prediccions del model i també van servir com a eina de validació per a determinats submodels en els casos en els quals sorgien ambigüitats en les simulacions CFD. A més, es van utilitzar assajos òptics realitzats en un motor diferent del considerat en aquest estudi per a obtenir més informació sobre els fenòmens en el cilindre que condueixen a la formació de sutge. L'eina de modelització ha demostrat la seua capacitat per a predir amb exactitud la distribució de la grandària de les partícules en diferents condicions de funcionament, captant eficaçment els canvis en la configuració dels paràmetres del motor i les condicions termodinàmiques. Es va identificar que les principals fonts que contribuïen a les emissions de partícules procedien de la disminució de la qualitat de la mescla, especialment evident en càrregues més elevades a causa de l'enriquiment del combustible, i de la humectació de la punta de l'injector, que es manifestava en totes les condicions. Per consegüent, el model de mescla, basat en els paràmetres de mescla pertinents, va resultar eficaç per a generar distribucions de dosatges, mentre que el model d'evaporació de la pel·lícula de l'injector va calcular la massa de la pel·lícula de combustible en la punta de manera satisfactòria. En integrar aquests aspectes amb un enfocament de postprocessament exhaustiu, que incorpora l'eficiència del recompte de partícules i consideracions sobre el volum de fuita, es va aconseguir un alt grau de concordança entre les prediccions numèriques i les dades de partícules mesurades. Com a resultat, l'eina pot aprofitar-se per a simular les emissions de partícules en condicions transitòries de conducció, facilitant així el desenvolupament de motors en el futur pròxim. / [EN] Soot formation in gasoline direct injection engines is governed by complex interactions among physical processes, which vary depending on the engine operating mode. With the implementation of increasingly stringent regulations and more rigorous testing standards, the challenge of meeting particle emission limits has become exceptionally demanding. Consequently, manufacturers have resorted to post-engine outlet particle treatment methods, such as gasoline particulate filters, albeit at the expense of engine performance and fuel consumption. Moreover, there is a growing concern regarding environmental air quality due to vehicle particle emissions, with studies indicating potential cancerous risks to human health. Modeling tools offer the benefit of diminishing the need for expensive experimental calibration campaigns aimed at finding the optimal strategy for mitigating particle emissions within acceptable limits. In this Thesis, a comprehensive modeling framework is developed that addresses three primary sources of soot formation: inadequate mixing resulting in rich pockets, fuel films on injector tips, and fuel films on combustion chamber walls due to spray impingement. By incorporating physical sub-models to address these pathways of soot formation, a comprehensive depiction of the particle size distribution becomes achievable, considering that the various sources contribute differently to overall particle emissions. Particle number, mass, and size are determined through the utilization of a detailed reaction mechanism to solve the chemical reactions occurring in rich regions defined by the multi-zone model that is integrated with a stochastic particle solver. The approach was complemented by non-reactive 3D CFD simulations to validate the formulations of the various sub-models associated with different pathways. Experimental measurements conducted on an engine test bench were then utilized to evaluate the model predictions and also served as a validation tool for certain sub-models in cases where ambiguity arose in the 3D CFD simulations. Furthermore, optical engine experiments conducted on a different engine from the one considered in this study were employed to gain further insights into the in-cylinder phenomena driving soot formation. The modeling tool has demonstrated its capability to accurately predict the particle size distribution across various operating conditions, effectively capturing changes in engine parameter settings and thermodynamic conditions. The primary sources contributing to particle emissions stemmed from diminished mixture quality, particularly evident at higher loads due to fuel enrichment, and injector tip wetting, which manifested across all conditions. Therefore, the mixing model, based on pertinent mixing parameters proved effective in generating equivalence ratio distributions, while the injector film evaporation model computed fuel film mass on the injector tip in a commendable way. By integrating these aspects with a thorough post-processing approach, incorporating particle counting efficiency and exhaust volume considerations, a high degree of agreement was achieved between numerical predictions and measured particle data. As a result, the tool can be leveraged to simulate particle emissions under transient driving conditions, thereby facilitating engine development in the foreseeable future. / Abboud, R. (2024). A Comprehensive Modeling Toolchain for Particle Emissions in GDI Engines [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207344