Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Busca llevar a un sector de Villa María del Triunfo, mediante la canalización de tuberías de Polietileno a 5 bar de presión, un combustible alternativo, limpio y económico como es el Gas Natural para ser usado en redes internas residenciales y comerciales de la zona y el diseño de manera aplicativa de una red comercial que opera a 340mbar realizando un análisis de su costo / beneficio. Para ello asegura la construcción de una red comercial en cobre, aplicando toda la normatividad vigente para el uso comercial del gas natural; garantiza el caudal necesario para la implementación de una red comercial y analiza el costo beneficio para el cliente como resultante del cambio de combustible GLP por gas natural; asegura la correcta instalación de las redes externas de polietileno para la alimentación con gas natural a cada vivienda del sector denominado 1400 malla 01,02,03 y 04, cumpliendo para esto el manual de construcción de CALIDDA, la NTP 111.021 y la DS 040;2008; y ofrece a todos los clientes potenciales el suministro de gas natural, con un plan de financiamiento de hasta 8 años para el caso de clientes residenciales y de hasta 1 año para los clientes comerciales con un ahorro aproximado del 70% y 60% respectivamente. En conclusión, la presente monografía técnica presenta una descripción completa del proceso de asignación, construcción, gasificación, construcción de la red interna comercial, conversión de los equipos, habilitación de la red y un análisis costo beneficio del uso del gas natural en una red comercial.. / Trabajo de suficiencia profesional

En esta tesis estudiaremos diversos aspectos del entrelazamiento entre diferentes particiones de sistemas de muchos cuerpos, tanto para el estado fundamental como para estados térmicos. Consideraremos en general aquellos sistemas definidos por Hamiltonianos cuadráticos en operadores locales y en particular el caso de redes de espines. Con este fin se desarrollará en primer lugar una generalización de la aproximación denominada CSPA de la función de partición de sistemas cuánticos compuestos, así como del formalismo RPA, al que se reduce el primero en situaciones donde el sistema admite soluciones de campo medio estables. A partir de la función de partición aproximada se estimará la concurrencia de pares para redes de espines 1/2 invariantes ante translaciones. Se mostrará también que en redes de espín 1/2 invariantes traslacionales la función de partición en la aproximación RPA puede evaluarse en forma analítica. En segundo lugar se presentará un mapeo bosónico consistente con RPA, que nos permitirá mapear el estado fundamental de un sistema general a un estado en el sistema de bosones que en primera aproximación pertenece a la clase de los estados Gaussianos. Esto nos permitirá estimar el entrelazamiento entre cualquier par de partes del sistema original en términos del entrelazamiento en estados Gaussianos, que puede ser evaluado exactamente. Luego se mostrarán resultados concretos en redes generales de espín s invariantes ante transformaciones de “paridad de espín z”. Veremos además como este tratamiento nos permite determinar las condiciones exactas para la existencia de un campo factorizante del sistema, esto es, configuraciones particulares del campo magnético externo para las que el sistema admite un (o en general varios) estado(s) fundamental(es) completamente separables. En los ejemplos estudiados, mostraremos cómo en el caso en que estos estados presenten ruptura espontánea de simetría el sistema desarrolla correlaciones cuánticas de largo alcance en la vecindad de ese punto, independientemente del alcance de las interacciones entre las partes. Finalmente se analizará en detalle el comportamiento exacto del sistema en esas condiciones. / In this work we will study several aspects of the entanglement of different partitions of a many body system, both for the ground state as well as for the thermal equilibrium states. We will consider in general those defined by Hamiltonians which are quadratic in local observables and in particular, the case of spin arrays. With this aim, we will first develop a generalization of the CSPA method for evaluating the partition function of a general composite quantum system, as well as of the RPA formalism, to which reduces the former in situations where the system admits stable mean field solutions. From these approximations to the partition function, the pairwise entanglement in spin 1/2 translational-invariant arrays will be estimated. We will also show that in this kind of systems the RPA partition function can be evaluated in a fully analytical way. Secondly, we will show a bosonic map consistent with RPA, which allows us to map the ground state of a general composite quantum system to a boson state which, in first approximation, belongs to the class of Gaussian states. This allows us to estimate the entanglement between any pair of parts of the original system in terms of the entanglement of Gaussian-states, which can be evaluated exactly. Later we will show explicit results for general, “Z Spin-Parity” invariant spin s arrays. We will also see that this treatment allows us to determine the exact conditions for the existence of a factorizing field in the system, i.e., particular configurations of the external magnetic field for which the system admits a (in general, several) fully separable ground state(s). In the analyzed examples, we show how the system develops, when these states present a spontaneous breaking of a Hamiltonian symmetry, long range quantum correlations in its immediate vicinity, independently of the interaction range. Finally, we will discuss in detail the exact behavior of the system in these conditions.

En esta Tesis Doctoral se analiza el fenómeno de la pérdida de confinamiento en el plano de aplicación de la carga de componentes industriales y estructuras. El análisis ordinario propuesto por la mecánica de la fractura no tiene en cuenta este fenómeno, dando lugar a resultados que en muchos casos son excesivamente conservadores.Los orígenes de la pérdida de confinamiento son diversos, destacando la superficialidad del defecto, el predominio de cargas de tracción y el efecto entalla. Las distintas teorías existentes analizan estos fenómenos de forma independiente.Este trabajo propone un modelo global justificado teóricamente que analiza de forma conjunta las diferentes fuentes de pérdida de confinamiento. Con objeto de validarlo, se presentan los resultados del programa experimental realizado al efecto y, posteriormente, se comparan dichos resultados con las predicciones del modelo. / This Doctorate Thesis analyses the phenomenon of the loss of constraint on the load application plane on industrial components and structures. The ordinary assessments proposed by the Fracture Mechanics Theory do not take into account this phenomenon, giving many times overconservative results.Two clearly distinct sources of low constraint are distinguished: that caused by the predominance of tensile loads and shallow defects and that produced by the notch effect. Both types of loss of constraint have been analysed by several authors, but in a rather disjointed way and without a global focus that might allow cases in which both situations arise simultaneously to be analysed.This work proposes an overall constraint procedure, theoretically justified, that allows analysing situations where the different sources of constraint coexist. Also, the results of the validation experimental programme are presented and compared to the predictions of the model.

Hoy en día la instrumentación de puentes constituye una herramienta fundamental en el conocimiento de su comportamiento estructural, tanto durante su construcción como durante su vida útil; además el aprendizaje es aplicable en el proyecto de estructuras futuras, puesto que permite conocer tanto la acción como la reacción. Este trabajo se centra en los clinómetros, dispuestos en la coronación de la pila 2 del Viaducto de Montabliz, y en los termómetros, tanto los instalados en el interior del hormigón de la trepa 12 de dicha pila, como los de temperatura ambiente exterior e interior. Se obtiene una relación lineal entre las variaciones del giro de la pila y el gradiente térmico. Se establece la altura mínima de pila a partir de la cual es necesario instrumentar el gradiente horizontal en función de la climatología y el número mínimo de sensores. Se realiza una propuesta de normativa del gradiente horizontal térmico. / Nowadays bridge monitoring is one of the basic tools in structures behavior knowledge, during their construction and during their service life; it is also handy to future structures projects, because it allows knowing both the action and the reaction. This work is focused on thermometers -both installed inside and outside concrete- and clinometers. A linear relation is established between rotation and thermal gradient. The minimum pier´s height is established in order to consider horizontal thermal gradient directly related with the climate. The minimum number of sensors is also set. A regulation proposal of the relation between gradient and temperature is established.

de la tesiEl principal objectiu d'aquesta tesi és establir una base teòrica que permeti resoldre problemes cinemàtics inversos mitjançant mètodes d'intervals.La primera part de la tesi desenvolupa i formalitza una nova metodologia per a l'anàlisi de cadenes cinemàtiques espacials. Aquest enfoc es basa en l'estudi de la varietat d'automoviment del mecanisme esfèric ortogonal i en la seva relació amb el mecanisme de n-barres. El principal avantatge respecte a altres mètodes és la seva senzillesa i sobretot la seva generalitat, que permet el mateix tractament del problema per a quelsevol cadena cinemàtica, independentment del nombre d'elements o de la seva geometria.En la segona part de la tesi s'estudia la utilització de mètodes d'intervals per a la resolució de problemes cinemàtics. En primer lloc s'ha fet un estudi exhaustiu dels mètodes d'intervals ja existents per a la resolució de sistemes d'equacions no lineals. Tot seguit es desenvolupen mètodes ad hoc per al nostre problema i per a les equacions de tancament generals obtingudes en la primera part.En l'últim capítol es proposa un algoritme per a la resolució del problema cinemàtic invers basat en una combinació de mètodes d'intervals clàssics (mètodes de Newton) i els mètodes específics que s'han desenvolupat (talls directes i propagació d'intervals). L'algoritme està justificat amb detall, així com la seva implementació. Al final es presenten uns quants experiments amb resultats que avalen l'algoritme i es comparen amb altres mètodes.La resolució del problema cinemàtic invers s'ha basat històricament en dos mètodes principalment: els mètodes d'eliminació i els de continuació. L'alternativa mitjançant un mètode d'intervals que es proposa té diversos avantatges clars respecte als altres mètodes: és general per a qualsevol cadena cinemàtica de llaç simple, troba totes les solucions, evita problemes numèrics i d'arrodoniment i és simple d'implementar. No obstant, encara és més lent que els últims algoritmes basats en mètodes d'eliminació.Cal destacar que es tracta del primer treball que utilitza mètodes d'intervals per a problemes relacionats amb la robòtica. Els resultats obtinguts permeten avançar que els mètodes d'intervals seran una alternativa als mètodes d'eliminació i continuació per a problemes cinemàtics en el futur. / This thesis constitutes an interesting approach to the kinematic analysis of spatial mechanisms. It establishes a theoretical basis for applying interval methods to the resolution of inverse kinematics problems. A short introduction describes the problem and states the objectives of the work. The previous work is described here concisely, with enough relevant references, but avoiding anything superfluous.The content of the thesis is divided into two naturally differentiated parts, corresponding to the kinematic analysis and to interval methods respectively.In the first part, a new general framework for the kinematic analysis of spatial mechanisms is developed. This approach is based on the self-motion manifold of the orthogonal spherical mechanism and the closely related n-bar mechanism, which is used to represent any kinematic loop. This part is very complete and formally structured with rigorous definitions, lemmas, theorems and their proofs.The second part of the thesis deals with interval methods. The first chapter of this part is devoted to survey the existing interval methods for solving systems of nonlinear equations. Clearness is used here in front of formalism, which makes it easier to get a general idea of the methods. The next chapter constitutes, the second main contribution of the thesis: the development of ad hoc interval methods for inverse kinematic problems. The proposed interval propagation based on spherical geometry is a smart idea, derived directly from a geometric interpretation derived in the first part.The last chapter proposes a general interval method for solving positional inverse kinematics problems, based on a classic interval Newton method, complemented with the specific cuts of the previous chapter. Some few examples are given, which give all the solutions.Using interval methods in kinematics is a novel idea and has not been seriously considered before. This thesis is a first important contribution herein, with important and promising results, but leaving still plenty of room for future work. Most probably, it will be a research focus in the near future.

Las grandes deformaciones de colapso y deferidas en el tiempo originadas por el humedecimiento parcial o total de la roca están íntimamente relacionadas con el fenómeno de rotura de partículas. La humedad inicial del material es el factor que más influye sobre la deformación de colapso por inundación.Esta tesis estudia y caracteriza el comportamiento de un material de granular calizo, de alta resistencia, baja porosidad en condiciones triaxiales y edómetricas. Se determina la influencia de diferentes factores que afectan la compresibilidad y la resistencia al corte del material granular como: granulometría, densidad, velocidad de deformación de corte, trayectorias de tensiones y ciclos de tensión desviadora. Los resultados experimentales edométricos muestran la influencia de la succión en la compresibilidad de un material a humedades relativas de HR100%, HR50%, HR40% y HR10%; así como en las deformaciones de colapso obtenidas mediante humedecimiento mediante vapor de agua o por inundación de la probeta. Los resultados experimentales triaxiales muestran la influencia de la succión en la resistencia al corte en las trayectorias de tensiones desarrollas a HR100%, HR50%, y HR10%. El ángulo de fricción interna del material depende de la tensión de confinamiento y de la succión aplicada en las probetas. La dilatancia es sensiblemente afectada por la succión aplicada. Debido a los altos índices medidos al final de los ensayos no fue encontrado un estado crítico estable. Los vectores de los incrementos de deformación plástica muestran un flujo plástico no asociado del material. Las velocidades de las deformaciones de corte tienen particular influencia en la resistencia y la compresibilidad de los materiales granulares a bajas y altas tensiones de confinamiento.Se encontró que la superficie de fluencia para la etapa no saturada (HR50%) tiene una homotética de menor dimensión en HR100%. Su forma es similar a una elipse rotada con respecto a las trayectorias de cargas. La forma depende de la proporcionalidad de la historia de las trayectorias de cargas. El proceso de compactación induce anisotropía en la dirección vertical.La compresibilidad y la resistencia al corte del material calizo dependen de la uniformidad de las partículas, su densidad, el nivel de tensiones aplicados y principalmente de los cambios de succión en los poros de las partículas. La compresibilidad del material es mayor conforme se incrementa los tamaños de las partículas en las granulometrías. Las líneas de compresión virgen para las granulometrías ensayadas dependen de los tamaños de las partículas y de la succión total aplicada. La resistencia al corte esta afectada por la uniformidad de las partículas, la densidad y los cambios de succión. La tensión desviadora disminuye con el incremento del tamaño de las partículas y aumenta con la disminución del tamaño de las partículas para las condiciones no saturadas y saturadas. La dilatancia se ve fuertemente reducida por la uniformidad en las partículas y la succión. Analizando los vectores de los incrementos de deformación plástica el material muestra un comportamiento de flujo plástico no asociado. La rotura de partículas está fuertemente afectado por el nivel de tensiones aplicado, la densidad de las probetas, la uniformidad de las partículas y los cambios de succión.El módulo de resiliencia se incrementa con la tensión de confinamiento, las tensiones desviadoras y la succión aplicada. Al saturar las muestras existe una disminución del módulo de resiliencia debido a la reducción de la succión.Los resultados triaxiales desarrollados para granulometrías uniformes y no uniformes se simularon con el modelo constitutivo de escolleras, el cual tiene en cuenta el análisis acoplado de flujo y deformación. La succión es una variable fundamental que explica el comportamiento tensión-deformación de los materiales granulares.La dilatancia desarrollada en el material estuvo activa hasta el final de los ensayos. Las condiciones del estado crítico no pudieron ser encontradas. El análisis de la dilatancia como una función de las relaciones de tensiones actuales y las relaciones de tensiones límite no es apropiada para describir el comportamiento de los agregados ensayados.El trabajo plástico de entrada describe las medidas de dilatancia para el rango de la relación de tensiones y las presiones de confinamiento aplicadas. El trabajo plástico explica la cantidad de rotura de los contactos y partículas. La dilatancia es descrita mediante una variable que combina la relación de tensiones, el trabajo plástico y las tensiones medias. / The long collapse strains and time-dependent strains caused by the partial or total wetting of rocks are in front relationship with the particles breakage phenomenon. The initial humidity of material is the main factor on the collapse strain by flooding.This thesis study and characterizes the behaviour of limestone gravel with high resistance, low porosity under triaxial and oedometer conditions. The main topics of analysis are the determination of the influence of different factors which affect the compressibility and the shear strength of the granular material like: grain size distribution, density, rate of shear strain velocity, stress path and stress deviatory cycles.The oedometer experimental results show the suction influence in the compressibility of the material at different values of relative humidity (RH 100%, RH50%, RH40% and RH10%); as well as the influence on the collapse deformations obtained by water vapour wetting or by flooding of the sample. The triaxial experimental results show the suction influence on the strength shear in the stress paths developed to RH100%, RH50% and RH10%. The material internal friction angle depends on the confining stress and the suction applied to the samples. The dilation is affected in a sensible manner by the suction applied. Due to the high rates of dilation measured at the end of the tests, the critical steady state was not reached. The increment plastic vectors show no associate plastic flow on the material. The rate of shear strain velocity has particular influence on the compressibility and strength of the granular materials under low and high confining stress.It was found that the yielding surface on unsaturated conditions (RH50%) have a homothetic smaller yielding surface at RH100%. Its form is similar to a rotated ellipse with respect to the loading paths. Also its form depends of the proportionality of the loading history paths. The compaction process induces anisotropy in the vertical direction.The compressibility and shear strength of the limestone material depends of the particle uniformity, density, stress level and mainly of the suction changes in the voids of the particles. The compressibility of the material increase when the size of the particles increases for the whole range of grading curves. The virgin compression lines for the grading curves tested depend of the sizes of the particles and the total suction applied.The shear strength is affected by the uniformity of the particles and suction changes.The deviatoric stress reduces with the increment of the size particles and increase with the reduction of particle size on unsaturated and saturated conditions. The dilation is strongly affected (reduction) by the uniformity of the particles and suction. From the increment of plastic deformation vectors analysis, it was observed that the material shows a no associated flow. The particle breakage is strongly affected by the stress level, sample density, particle uniformity and suction changes. The resilient modulus increase with the confining stress, deviatoric stress and the applied suction. When the material is wetted there is a reduction of the resilient modulus due to the suction reduction.Triaxial results tests for uniform and no uniform grading curves were simulated by Rockfill model implemented in Code_Bright. This model has into account the coupled analysis of flow and strains. The suction is a fundamental variable which explains the - stress-strain behaviour of the granular materials. The dilation experienced by the materials was active until the end of the tests. The critical state conditions were not reached. The dilation analysis as a function of the current stress level and the limit stress is not correct for describing the behaviour of the tested materials. The introduced plastic work describes the dilation measurements for the range between the stress ratio and the confining stress applied. The plastic work explains the quantity of contacts and particles breakage. The dilation is described through a variable which combines the stress ratio, the plastic work and the intermediate stress.

Los mecanismos leva-palpador en los que el cierre del par superior se realiza por la configuración geométrica de la leva y del palpador son denominados desmodrómicos o levas con cierre geométrico. Estos mecanismos son poco tratados dentro del tema de levas, en especial aquellos que son planos. Así, el objeto de estudio de la presente tesis lo constituyen los mecanismos leva-palpador desmodrómicos planos. La investigación tiene por objetivos: aportar elementos teóricos y proponer métodos de generación de perfiles de levas desmodrómicas planas, de modo que se facilite el estudio y la aplicación de dichos mecanismos. El estudio se ha centrado en los mecanismos de levas conjugadas y de anchura y diámetro constante. La investigación de los mecanismos mencionados abarca las etapas de definición de la ley de desplazamiento del palpador y de generación del perfil de la leva. Dentro de la primera etapa citada, se han obtenido las características que tienen las leyes de desplazamiento del palpador para poder generar perfiles de anchura y diámetro constante, y en el caso de palpadores rotatorios se expone como diseñar dichas leyes. En esta etapa se han utilizado curvas de Bézier no paramétricas y B-spline no paramétrico para la definición de las leyes de desplazamiento del palpador. En lo referente a la obtención del perfil de la leva, se propone un método analítico-vectorial que permite obtener perfiles de levas conjugadas y de anchura y diámetro constante como caso particular de las conjugadas, estableciendo ciertas restricciones de diseño. El método es conciso y comprensible. En el trabajo se ha utilizado como herramienta básica de simulación el Software Mathematica®, para diseñar las leyes de desplazamiento y generar los perfiles de levas. Se proponen recomendaciones que pueden dar lugar al desarrollo de otros trabajos de investigación.

La tesis ha centrado su estudio en los mecanismos de leva con palpador circular de traslación por ser éstos ampliamente utilizados en la industria actual. Para el diseño de la ley de desplazamiento se utiliza curvas de Bézier de continuidad 2 C , 3 C y 4 C con tramos rectos y se busca como objetivos de la tesis: aportar conocimiento y fundamento teórico al cálculo del ángulo de presión, radio de curvatura y distribución de la presión entre palpadores de rodillo y levas de modo que se facilite el estudio y la aplicación de dichos mecanismos.En la investigación se han abordado las tres etapas de diseño de un mecanismo leva palpador: definición de la ley de desplazamiento del palpador, obtención del perfil de leva y comprobación del perfil de la leva. Dentro de la etapa de la definición de la ley de desplazamiento se presentan las características que tienen las leyes de desplazamiento de Bézier. En lo referente a la obtención del perfil de la leva en la tesis se propone el diseño de la ley de desplazamiento por tramos de unión en lugar del diseño por trayectos completos de movimiento de la leva (giro total de la leva) y en lo referente a la comprobación del perfil se estudia el ángulo de presión, el radio de curvatura y la distribución de presiones relacionadas con el contacto entre la leva y el palpador.La tesis se divide en siete capítulos. En el primero de ellos se presenta una introducción, en el segundo se expone el estado del arte actual en el diseño de los mecanismo leva palpador, en el tercer capítulo se exponen las características de las leyes de desplazamiento del palpador diseñadas por tramos de unión, en el cuarto capítulo se estudia el ángulo de presión y el radio de curvatura y se muestran las tablas y gráficas para el cálculo de los mismo, en el quinto capítulo se expone la distribución de las presiones y los esfuerzos generados por el contacto entre la leva y el palpador. Es en éstos dos últimos capítulo donde se recogen las aportaciones principales de la investigación. El sexto capítulo presenta las conclusiones y recomendaciones del trabajo y el séptimo la bibliografía y referencias consultadas. / Circular follower-cam mechanisms have a vast range of machinery applications. Bézier curves, in comparison with conventional methods, seems to be a potential route to optimize the design of displacement law in cam mechanisms The aim of this thesis is to provide further knowledge about calculation of pressure angle, curvature radius and pressure distribution for cam mechanisms designed by Bézier curves in order to facilitate the study, thus new applications, of these systems. The investigation has included the three main stages in cam mechanism design: (1) definition of follower's displacement law, (2) development of cam profile, and (3) assessment of the cam profile. Bézier curves are used in the first stage of the process. In addition, a novel method to obtain the cam profile is proposed and supported. With respect to cam profile design, cam displacement law is obtained by segments instead of through cycle motion; with respect to cam profile verification, pressure angle, curvature ratio and pressure distribution due to contact between cam and follower are the design issue.This monography has been organized as follows. First chapter regards with an introduction to the research topic. A detailed literature review about cam-follower mechanism design is summarized in the second chapter. Next chapter enclose explanations of the displacement law's features, followed by a study of pressure angle and curvature radius which include tables and graphics that allow calculated, in the fifth chapter methodology to calculate pressure distribution and stress due to contact forces between cam and follower are present. In these last two chapters, the main contributions of the Ph.D. thesis are described. Conclusions and suggestions for further investigations are summarized in chapter sixth. Finally, literature reviewed is referenced in the seventh section.

This thesis is devoted to the numerical analysis of mesh-free methods and, in particular, to the study of the possible advantages of the EFG (Element Free Galerkin) mesh-free method against the well-known FE (Finite Element) method. More precisely, the EFG method and the FE method behavior are compared in two particular interesting problems: (1) analysis of volumetric locking in mechanical problems and (2) accurate resolution of transient convection dominated problems. In both cases the good properties and possibilities of mesh-free methods become apparent. However, in several situations the FE method is still more competitive: for instance, the computation of the FE shape functions and its integrals are less costly, and essential boundary conditions can be easily imposed. Thus, in order to take advantage of the good properties of both methods, a mixed interpolation combining FE and EFG is proposed. This formulation can be applied in two useful situations: (i) enrichment of finite elements with EFG, and (ii) coupling of FE and EFG. An a priori error estimate for the first one is presented and proved. Several examples show the applicability of the mixed interpolation in adaptive computations. / Aquesta tesi està dedicada a l'anàlisi numèrica dels mètodes sense malla i, en particular, a l'estudi dels possibles avantatges del mètode EFG (Element Free Galerkin) davant del ben conegut MEF (Mètode dels Elements Finits). Concretament, es comparen el mètode EFG i el MEF en dos problemes concrets d'interès: (1) l'anàlisi del bloqueig volumètric en problemes mecànics i (2) la resolució precisa de problemes transitoris amb convecció dominant. Les bones propietats i possibilitats dels mètodes sense malla es fan evidents en tots dos casos.Tot i així, en varis aspectes el MEF resulta més competitiu: per exemple, el càlcul de les funcions de forma i de les seves integrals es menys costós, i les condicions de contorn essencials es poden imposar fàcilment. Amb l'objectiu d'aprofitar les bones qualitats dels dos mètodes, es proposa una interpolació mixta combinant elements finits y EFG, aplicable en dues situacions: (i) enriquiment d'elements finits amb EFG i (ii) acoblament d'elements finits i EFG. Per al primer cas, es presenta i demostra una cota a priori de l'error. L'aplicabilitat d'aquesta interpolació mixta en processos adaptatius es mostra amb varis exemples. / Esta tesis está dedicada al análisis numérico de los métodos sin malla y, en particular, al estudio de las posibles ventajas del método EFG (Element Free Galerkin) frente al bien conocido MEF (Método de los Elementos Finitos). Concretamente, se comparan el método EFG y el MEF en dos problemas concretos de interés: (1) el análisis del bloqueo volumétrico en problemas mecánicos y (2) la resolución precisa de problemas transitorios con convección dominante. Las buenas propiedades y posibilidades de los métodos sin malla se hacen evidentes en ambos casos.Sin embargo, en varios aspectos el MEF resulta más competitivo: por ejemplo, el cálculo de las funciones de forma y sus integrales es menos costoso, y las condiciones de contorno esenciales se pueden imponer fácilmente. Con el objetivo de aprovechar las buenas cualidades de ambos métodos, se propone una interpolación mixta combinando elementos finitos y EFG, aplicable en dos situaciones: (i) enriquecimiento de elementos finitos con EFG, y (ii) acoplamiento de elementos finitos y EFG. Para el primer caso, se presenta y demuestra una cota a priori del error. La aplicabilidad de esta interpolación mixta en procesos adaptativos se muestra con varios ejemplos.

Hydraulic machines are faced with increasingly severe performance requirements. The need to design smaller and more powerful machines rotating at higher speeds in order to provide increasing efficiencies, has to face a major limitation: cavitation. A two-dimensional numerical approach, by means of Computational Fluid Dynamics (CFD), has been developed for studying the effect of cavitation in the volumetric efficiency of external gear pumps. Several cavitation models and grid deformation algorithms have been studied, and a method for simulating the contact between solid boundaries has been developed. The velocity field in the inlet chamber has also been experimentally measured by means of Time-Resolved Particle Image Velocimetry (TRPIV) and results have been compared to the numerical ones in order to validate the accuracy of the model. Our two-dimensional model is not able to predict the real volumetric efficiency of the pump, since several simplifications are involved in it. Nevertheless, this model shows to be valid to understand the complex flow patterns that take place inside the pump and to study the influence of cavitation on volumetric efficiency. The influence of the rotational speed of the pump has been analyzed, as well as the effect of the geometry of the inlet chamber, the working pressure, the inlet pressure loss factor, and the flow leakage through the radial clearances of the pump between gears and casing.