El desarrollo de la tecnología ha evolucionado en todos los campos del conocimiento. Las matemáticas han contribuido enormemente a estos cambios; la visualización, la experimentación numérica y gráfica han cambiado aspectos fundamentales de la manera en que enseñamos el razonamiento conceptual; sin embargo, seguimos creyendo que la esencia de las matemáticas es el enfoque a la comprensión conceptual de los temas básicos y fundamentales. Los conceptos matemáticos de curvas y superficies describen a las cosas reales del mundo que habitamos. Estos elementos matemáticos pueden explicarnos las formas de las cosas que nos rodean: [2]; las hélices, espirales, cónicas, cilindros, esferas, tetraedros, cubos, tubos, rectas, planos, etc. una colección de figuras geométricas que resaltan por su belleza y por su similitud con muchos objetos que nos rodean. Nuestro objetivo es la construcción de las curvas y superficies con el apoyo de Matlab [11] para obtener la gráfica de esa colección de figuras geométricas y de otros. El uso de parametrización tanto en curvas como en superficies es básico por la facilidad con que trabaja Matlab para efectuar los cálculos y luego para su representación gráfica. Queremos mostrar la forma de obtener la gráfica de estas curvas y superficies especiales que son comunes e importantes. Las definiciones formales se encuentran en el apéndice o en la bibliografía que citamos. La disponibilidad de la tecnología no hace menos importante comprender con claridad los conceptos que sustentan las imágenes que aparecen en la pantalla, sino que aumenta su importancia. Cuando se usa con propiedad las computadoras, son herramientas poderosas para descubrir y comprender temas que antes eran difíciles de visualizar.

Ingeniero Civil Mecánico / El método de aproximación de campo de geometría independiente (GIFT) introducido recientemente en [1] como una extensión del análisis isogeométrico (IGA), permite diferentes bases para la parametrización de la geometría y la aproximación de campo. Por ejemplo, se demostró en [1] cómo se puede emparejar la geometría CAD original dada por NURBS con la solución dada por PHT-splines para problemas bidimensionales de conducción de calor regidos por la ecuación de Poisson. Esta modificación permite superar ciertas deficiencias del método IGA, como la ausencia de refinamiento local, que es crucial para los problemas donde las soluciones muestran altos gradientes, manteniendo la principal ventaja de IGA, es decir, la estrecha integración del análisis con el diseño de CAD. Este trabajo es una extensión del trabajo realizado en [1]. Tiene dos objetivos principales: el primero es estudiar la adaptabilidad local de la solución, esto se logra implementando y comparando tres medidas de error diferentes; la segunda parte consiste en el estudio de la dependencia de la parametrización de la geometría en la solución, para este objetivo, se analizan dos parametrizaciones diferentes del mismo problema. Para estudiar la adaptabilidad local, se resuelven dos problemas usando tres métodos diferentes, usando indicadores de error para seleccionar las celdas a refinar: el Método 1 usa un indicador de error de norma-L2, el Método 2 usa un indicador de error basado en residuos y el Método 3 usa un algoritmo jerárquico. Para probar estos métodos se utiliza el método GIFT con su geometría definida por NURBS y un campo de solución definido por PHT-Splines, las tasas de convergencia, las mallas refinadas y las gráficas de error se comparan con la solución analítica y el refinamiento homogéneo. Finalmente, dos de los tres métodos muestran mejoras en comparación con el refinamiento homogéneo, donde el Método 2 presenta los mejores resultados, seguido de cerca por el Método 1 y finalmente el método 3, que presenta peores resultados que el refinamiento homogéneo. Para la dependencia de la parametrización de la geometría, los resultados obtenidos muestran una diferencia entre las parametrizaciones, concluyendo que la parametrización de la geometría si afecta la solución, además, se observa que al utilizar el método de refinamiento adaptativo local se presentan mejores tasas de convergencia para ambas parametrizaciones. Se espera que este trabajo conduzca a posteriores mejoras del método GIFT, propuesto en [1].

El comportamiento de los sistemas actuales de reconocimiento del habla se degrada rápidamente en presencia de ruido de fondo cuando las etapas de entrenamiento y de test no pueden llevarse a cabo en las mismas condiciones ambientales. El propósito de esta tesis es el estudio y la aplicación al reconocimiento automático del habla en ambientes ruidosos de nuevas representaciones de la señal de voz que sean robustas por sí mismas al ruido y reflejen exactamente las diferencias fonéticas entre espectros de voz. De forma natural, la estrecha relación existente entre el tipo de representación de la señal y la medida de distancia idónea para confrontar los vectores de parámetros ha conducido también al estudio de distancias en esta tesis.Para la evaluación de las técnicas propuestas se ha utilizado un sistema de reconocimiento de palabras aisladas mediante modelos ocultos de Markov. El hecho de que el sistema sea de palabras aisladas permite prescindir de las implicaciones de los niveles de conocimiento superiores al acústico: sintáctico, semántico, pragmático,... Por otro lado, los modelos ocultos de Markov son los que en estos momentos proporcionan unas mejores prestaciones en todos los sistemas en desarrollo.La aportación fundamental de esta tesis es la introducción de la predicción lineal de la parte causal de la secuencia de autocorrelación de la señal de voz como una técnica de parametrización robusta del habla en presencia de ruido. Esta técnica está estrechamente relacionada con la representación SMC y con el uso de un sistema sobredeterminado de ecuaciones de Yule-Walker. Su uso en reconocimiento de habla ruidosa es muy interesante debido a su simplicidad, su eficiencia computacional y sus altas tasas de acierto, que superan ampliamente a las técnicas mencionadas y a la clásica predicción lineal sobre la señal en condiciones severas de ruido. A partir de un estudio comparativo de distintas técnicas en el caso de ruido blanco y ruido real, se han extraído las siguientes conclusiones fundamentales: es preferible el uso de un orden de predicción relativamente alto y ventanas cepstrales crecientes para desenfatizar los coeficientes de orden inferior; las representaciones instantáneas de la señal son menos robustas que a las dinámicas, por lo cual resulta de gran utilidad el uso de parámetros regresivos; el etiquetado múltiple supera ampliamente en prestaciones a la cuantificación vectorial clásica; y, finalmente, la representación cepstral basada en la predicción lineal de la parte causal de la autocorrelación alcanza excelentes resultados en condiciones severas de ruido y es menos sensible a los factores anteriores que la predicción lineal clásica. / The performance of existing speech recognition systems degrades rapidly in the presence of background noise when training and testing cannot be done under the same ambient conditions, even in the case of isolated word recognition with small vocabularies.In order to develop a speech recognizer that operates robustly and reliably in the presence of noise, a novel parameterization technique called OSALPC (One-Sided Autocorrelation Linear Predictive Coding) is proposed in this Ph.D. dissertation. This technique, closely related with the SMC (Short-Time Modified Coherence) representation and with the use of an overdetermined set of Yule-Walker equations proposed by Cadzow to seek rational models, is essentially an AR modeling of the causal part of the speech autocorrelation, that has the same poles than the speech signal itself. OSALPC performs better than standard LPC (Linear Predictive Coding) in terms of signal-to-noise ratio improvement due to the fact that the spectrum of the autocorrelation sequence, the square of the spectral envelope, strongly enhances the highest power frequency bands and attenuates the noise components lying outside those enhanced bands. Its use in noisy speech recognition is very interesting because of its simplicity, computational efficiency and high recognition accuracy. The application of this technique to recognize isolated words in a multispeaker task is reported in this Ph.D. dissertation using a speech recognition system based on the HMM (Hidden Markov Models) and VQ (Vector Quantization) approaches in the presence of additive white noise and in real noisy car environment.The combination of the OSALPC parameterization with several robust techniques is explored: 1) optimization of prediction order and cepstral liftering (particularly, a relatively high prediction order and a monotonically increasing lifter with the quefrency are preferable), 2) cepstral projection distance measure (only in the case of additive white noise), 3) use of energy and dynamic features and 4) independent multilabeling VQ of each feature. Regarding the latest case, a simple multilabeling method has been introduced as a deterministic version of the well known semicontinuous HMM approach using the fuzzy VQ rule, with degree of fuzziness equal to 2, to indicate the closeness of each codeword to the input vector of speech parameters.Excellent results have been achieved in severe noisy conditions. Concretely, in the case of real noisy car enviroment, from a recognition accuracy of 58.2 % in the baseline recognizer, a recognition rate of 95 % has been reached by aplying those techniques.

En este trabajo se ha llevado a cabo el desarrollo de una herramienta computacional para la simulación dinámica de vehículos ferroviarios. El modelo está basado en técnicas multicuerpo debidas a Shabana. Con respecto a otras metodologías existentes, la propuesta hace uso de un conjunto de sistemas de referencia que permite el empleo de coordenadas independientes sin la posibilidad de configuraciones singulares debidas a grandes giros. El conjunto de sistemas de referencia sirve de base para formular de manera precisa el problema de contacto rueda-carril. El programa está diseñado para considerar de forma flexible distintas configuraciones de vehículo así como diversas geometrías de trazado. La estructura del programa está abierta a cambios orientados a la mejora del modelo de contacto rueda-carril o a la implementación de la dinámica estructural de la vía. Se ha implementado un modelo eficiente que permite detectar con precisión las coordenadas de los puntos en contacto localizados en la interfase entre la rueda y el carril. La herramienta de simulación desarrollada en esta tesis se ha aplicado para diferentes casos-estudio con el objetivo de validar la idoneidad de la metodología propuesta en el análisis del sistema ferroviario. Se ha realizado una comparación entre los resultados obtenidos por la herramienta de simulación presentada y los resultados ofrecidos por varios programas comerciales de simulación dinámica en el análisis del vehículo de Manchester Benchmark. Además, la herramienta se ha empleado para desarrollar un análisis dinámico del vehículo de la locomotora TGV y los resultados obtenidos se han comparado con los ofrecidos por el programa comercial SIMPACK para el mismos modelo de vehículo, bajo las mismas condiciones de operación. Finalmente, sobre la base de la calidad de los resultados, se puede concluir que la herramienta de simulación es fiable y eficiente para emplearse en el análisis dinámico de los diferentes sistemas ferroviarios. / Elsayed Abdel Hameed Amer Shaltout, R. (2013). MULTIBODY APPROACH FOR RAILWAY DYNAMIC ANALYSIS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27622

[ES] El objetivo de la tesis es proponer una metodología que permita la definición de pasarelas de un único vano a partir de unas condiciones de contorno determinadas, utilizando unos diseños estéticamente atractivos. Se desarrolla el diseño y la formulación geométrica de tres pasarelas paramétricas, denominadas Von Mises, Monocontentio y Bicontentio, cuyo diseño se basa en cinco fundamentos básicos: integración en la geometría del terreno, búsqueda continua de la sencillez, siluetas que emanan del comportamiento estructural, formas unitarias y detalles perdurables. La silueta de la pasarela Von Mises se basa en la gráfica del criterio de comparación de Von Mises de una viga biapoyada, la del prototipo Monocontentio en la ley de momentos de una viga empotrada-apoyada y la de la pasarela Bicontentio en la gráfica de flectores de una viga biempotrada. El trabajo incluye una metodología de formulación, que permite obtener las expresiones matemáticas que gobiernan las principales dimensiones y espesores de las pasarelas, en función de su anchura y su luz. Un análisis comparativo de diferentes tipologías de pasarelas viga permite constatar la eficiencia de los prototipos Von Mises, Monocontentio y Bicontentio. Esta se debe a su canto variable adaptado a los esfuerzos de solicitación y al empotramiento en estribos. Asimismo, se realiza un análisis que liga el enfoque de diseño y el pensamiento ingenieril con la expresión estética de los puentes. La tesis supone la puesta en orden de una particular filosofía de diseño utilizada por el autor en una treintena de puentes proyectados durante los últimos 25 años, para poder ser aplicada de manera sistemática por otros profesionales. / [CA] L'objectiu de la tesi és proposar una metodologia que permeta la definició de passarel·les d'un únic tram a partir d'unes condicions de contorn determinades, utilitzant uns dissenys estèticament atractius. Es desenvolupa el disseny i la formulació geomètrica de tres passarel·les paramètriques, denominades Von Mises, Monocontentio i Bicontentio, el disseny de les quals es basa en cinc fonaments bàsics: integració en la geometria del terreny, cerca contínua de la senzillesa, siluetes que emanen del comportament estructural, formes unitàries i detalls perdurables. La silueta de la passarel·la Von Mises es basa en la gràfica del criteri de comparació de Von Mises d'una biga bi- recolzada, la del prototip Monocontentio en la llei de moments d'una biga encastada-recolzada i la de la passarel·la Bicontentio en la gràfica de flectors d'una biga bi-encastada. El treball inclou una metodologia de formulació, que permet obtindre les expressions matemàtiques que governen les principals dimensions i grossàries de les passarel·les, en funció de la seua amplària i la seua llum. Una anàlisi comparativa de diferents tipologies de passarel·les biga permet constatar l'eficiència dels prototips Von Mises, Monocontentio i Bicontentio. Aquesta es deu al seu cant variable adaptat als esforços de sol·licitació i a l'encast en estreps. Així mateix es realitza una anàlisi que lliga l'enfocament de disseny i el pensament de l'enginyer amb l'expressió estètica dels ponts. / [EN] The purpose of this thesis is to propose a methodology for single-span, pedestrian bridges, based on specific conditions, using an attractive design.This thesis explains the design and geometric formulation of three types of pedestrian bridges, namely Von Mises, Monocontentio and Bicontentio. Their designs are based on five basic principles: (1) integration into the geometry of the environment; (2) permanent search for simplicity; (3) design based on a geometry that emanates from structural behavior; (4) uniform shapes; and (5) enduring details. The silhouette of the Von Mises bridge is inspired by the Von Mises criterion graph, corresponding to a simply- supported beam.The Monocontentio prototype is inspired by the bending moment diagram of a beam fixed at one end and simply supported at the other end. The Bicontentio bridge is inspired by the bending moment diagram of a beam fixed at both ends. This thesis includes a formulation methodology that defines mathematical expressions that govern the main dimensions and thickness of a pedestrian bridge, depending on its respective width and span. A comparative analysis demonstrates the efficiency of these three particular prototypes, due to their variable depth, adapted to the internal forces, and due to fix the structure in abutments. Likewise, this paper analyses and links the design and engineering with the aesthetic expression of the bridges.The author has used this design philosophy in thirty bridge projects over the last 25 years, and such philosophy may be applied in a systematic way by other professionals. / Guisasola Ron, M. (2022). Desarrollo de nuevas formas parametrizadas para pasarelas eficientes y elegantes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/180776