Stellar structure can -- in good approximation -- be described as a hydrostatic state, which which arises due to a balance between gravitational force and pressure gradient. Hydrostatic states are static solutions of the full compressible Euler system with gravitational source term, which can be used to model the stellar interior. In order to carry out simulations of dynamical processes occurring in stars, it is vital for the numerical method to accurately maintain the hydrostatic state over a long time period. In this thesis we present different methods to modify astrophysical finite volume codes in order to make them \emph{well-balanced}, preventing them from introducing significant discretization errors close to hydrostatic states. Our well-balanced modifications are constructed so that they can meet the requirements for methods applied in the astrophysical context: They can well-balance arbitrary hydrostatic states with any equation of state that is applied to model thermodynamical relations and they are simple to implement in existing astrophysical finite volume codes. One of our well-balanced modifications follows given solutions exactly and can be applied on any grid geometry. The other methods we introduce, which do no require any a priori knowledge, balance local high order approximations of arbitrary hydrostatic states on a Cartesian grid. All of our modifications allow for high order accuracy of the method. The improved accuracy close to hydrostatic states is verified in various numerical experiments. / Die Struktur von Sternen kann in guter Näherung als hydrostatischer Zustandbeschrieben werden, der durch ein Gleichgewicht zwischen Gravitationskraft undDruckgradient gegeben ist. Hydrostatische Zustände sind statische Lösungen dervollständigen komprimierbaren Euler-Gleichungen mit Gravitationsquellenterm, diezur Modellierung des Sterninneren verwendet werden können. Um Simulationendynamischer Prozesse in Sternen durchführen zu können, ist es wichtig, dass dieverwendete numerische Methode den hydrostatischen Zustand über einen langenZeitraum genau aufrechterhalten kann. In dieser Arbeit stellen wir verschiedene Me-thoden vor, um astrophysikalische Finite-Volumen-Codes so zu modifizieren, dasssie diewell-balancing-Eigenschaft erhalten, d.h., dass sie keine signifikanten Diskre-tisierungsfehler nahe hydrostatischer Zustände verursachen. Unsere well-balancing-Modifikationen sind so konstruiert, dass sie die Anforderungen für Methoden er-füllen, die im astrophysikalischen Kontext angewendet werden: Sie können beliebi-ge hydrostatische Zustände mit jeder Zustandsgleichung, die zur Modellierung derthermodynamischen Beziehungen angewendet wird, balancieren und sind einfach invorhandene astrophysikalische Finite-Volumen-Codes zu implementieren. Eine un-serer well-balancing Modifikationen erhält bekannte Lösungen exakt und kann aufjede Gittergeometrie angewendet werden. Die anderen Methoden, für die keine A-priori-Kenntnisse erforderlich sind, balancieren lokale Approximationen beliebigerhydrostatischer Zustände mit hoher Fehlerordnung auf einem kartesischen Gitter.Alle unsere Modifikationen erlauben eine hohe Fehlerordnung der Methode. Dieverbesserte Genauigkeit nahe an hydrostatischen Zuständen wird in verschiedenennumerischen Experimenten verifiziert.

Geólogo / Cuajone es un yacimiento de tipo pórfido cuprífero en explotación a rajo abierto, ubicado en el sur del Perú, a 32 km al noroeste de Moquegua, a 3.500 m s.n.m. La necesidad de ampliar el conocimiento respecto al grado y patrón de fracturamiento como ayuda en la evaluación de la calidad geotécnica del macizo rocoso, sumado a antecedentes históricos de grandes deslizamientos en Mina Cuajone, motivaron este estudio, realizado en un sector en específico localizado en la pared sureste del rajo. El grado y patrón de fracturamiento fue determinado a partir de funciones de densidad de probabilidad (FDP) para los parámetros de fracturamiento: persistencia, espaciamiento y volumen del bloque (Vb). Para esto se desarrolló una metodología idónea que permitió su obtención y análisis. El patrón está dado por el tipo y forma de la FDP, y el grado por los valores numéricos dentro de los cuales ella se mueve; esto último expresado típicamente por los valores medios. Se identificaron 8 familias de fracturas, que reflejan la información estructural del sector de estudio. Dentro de estas familias destaca la Familia 2, la cual concentra más del 33% de los datos recolectados, de orientación NNW y subvertical. Orientación similar a la de los sistemas de fallas que ejercen control estructural a escalas distrital y regional. Para la persistencia y espaciamiento se obtuvieron FDP para cada familia, mientras que para el Vb fue para 4 casos específicos de combinaciones de 3 familias en particular. También se analizaron Vb vía medición directa de bloques en terreno y Vb en función de sus valores medios considerando todos los casos teóricos posibles. Para todos estos parámetros, la FDP determinada, salvo pocas excepciones, sigue una distribución de tipo Log-normal. Las medias de la persistencia para las distintas familias se encuentran en un rango que va de ~2 a ~6 m, mientras que para el espaciamientos en uno que va de 0,3 a 1,2 m. Las medias de los Vb para los 4 casos específicos presentan valores que pueden representarse como cubos de lados ~37 a ~64 cm; para los Vb vía medición directa de bloques como cubos de lados ~19 cm; y para los Vb en función de sus valores medios como cubos de lados ~45 a ~80 cm.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil / La sedimentación en los embalses se produce por la disminución de la velocidad del flujo y el aumento del ancho del cauce, debido a la presencia de la presa, con lo cual se generan sedimentos gruesos que se depositan primero y sedimentos finos que se depositan al final, más cerca del pie de la presa. El volumen que se define para almacenar la sedimentación de los embalses, determina las dimensiones de la presa y otras obras. Hay casos en que la tasa de producción de sedimentos de la cuenca aportante es alta y aumenta los costos del proyecto, por la gran magnitud del volumen muerto que se debe considerar durante la vida útil del embalse. Con el propósito de reducir el volumen muerto de un embalse de riego y disminuir los correspondientes costos de las obras asociadas, se presentan cinco alternativas, que se dividen en los tres grupos siguientes: (i) reducir el aporte de sedimentos; (ii) pasar los sedimentos hacia aguas abajo del embalse; y (iii) extraer los sedimentos ya depositados. Para reducir el aporte de sedimento al embalse, se consideró el controlar con vegetación en la cuenca aportante, ya sea con especies nativas o exóticas. La otra alternativa es la construcción de pequeños muros llamados Sabo Dam, aguas arriba de la presa del embalse. Para pasar los sedimentos hacia aguas abajo del embalse, existen varias técnicas. En este caso, se analizó el Flushing, que consiste en vaciar el embalse. Para extraer los sedimentos ya depositados, se considera la extracción mecánica con excavadoras y el dragado con una draga hidráulica, para luego transportar los sedimentos a un botadero. En Chile existe una gran cantidad de embalses de riego, de los cuales, para este informe se presenta un análisis de los cuatro embalses mayores de riego siguientes: Embalse Chironta, Embalse Chalinga, Embalse Chacrillas y Embalse Ancoa. Como resultado del análisis de la información existente de dichos embalses, se seleccionó al Embalse Chacrillas, ubicado en la Región de Valparaíso, como el caso en estudio, debido a la información disponible y la ubicación que posee una gran superficie sin cobertura vegetal. Los resultados de la aplicación de las alternativas al Embalse Chacrillas, realizando un cálculo del VAN en la vida útil de 50 años del embalse, demuestran que reforestar con vegetación nativa o exóticas reduce más los costos, llegando a un 2% menos que la inversión total y junto al Flushing que reduce un 2,5% los costos. La construcción de Sabo Dam de enrocado, también disminuyen los costos en menor cantidad. Finalmente, la alternativa de dragado aumenta considerablemente los costos del embalse.Los principales impactos ambientales son positivos al disminuir las dimensiones de la presa y vertedero y disminuir el área de inundación, además de reforestar con árboles nativos. El principal impacto ambiental negativo es el comportamiento de la descarga de sedimentos aguas abajo del embalse en el flushing

El objetivo general de esta tesis es analizar teórica y experimentalmente el fenómeno de autoimágenes a partir de un objeto de volumen. Este estudio implica llevar a cabo objetivos específicos. El primero de estos objetivos es proponer un modelo que permita describir el campo difractado, y en particular las autoimágenes, haciendo un análisis de la propagación del campo de ondas a través del medio inhomogéneo de la red de volumen. Los resultados teóricos que surjan del modelo serán comparados con resultados experimentales. Para ello es necesario elegir el material que soporta la red, y por lo tanto, el índice de refracción inhomogéneo al que se aplica el modelo. En éste trabajo se utilizó un material fotorrefractivo, en particular, cristales BSO disponibles en el laboratorio del Ciop. Luego surge la necesidad de caracterizar la red en términos de un conjunto de parámetros de volumen. Esta necesidad lleva a otro de los objetivos de esta tesis, la elaboración de un modelo que permita calcular la red fotorrefractiva en las condiciones en las que se realizó el experimento. <i>(Párrafo extraído del texto a modo de resumen)</i>

Stuttgart, Univ., Diss., 2007.

Ulm, Univ., Diplomarbeit, 2008.

Mannheim, Univ., Diss., 2008.

Mannheim, Univ., Diss., 2008.

Freiburg, Univ., Diplomarb., 2000.

Freiburg, Univ., Diss., 2003.