MECANICA DE MEDIOS CONTINUOS

Autor: PEÑUELAS SÁNCHEZ INÉS.
Año: 2004.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE GIJÓN.
Centro de realización: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR DE INGENIERÍA DE GIJÓN.

Resumen: En la presente tesis se aborda la influencia de factores de diseño y geométricos en el comportamiento a fractura de uniones soldadas de aceros. En especial se considera la influencia de la diferencia entre las propiedades mecánicas de los distintos materiales que forman la unión soldada, así como de la geometría de la probeta sobre la que se realicen los ensayos de fractura. Se consideran dos tipos de uniones, según el material de aporte fundido tenga una resistencia mayor o menor que la del metal base. El estudio es inicialmente teórico, basándose en la modelización numérica de la unión soldada, formada por dos o tres materiales según se considere o no el efecto del daño dúctil. En todos los casos se cuantifica la variación de construcción que producen estas diferencias mecánicas en los campos de tensiones. Se intenta además relacionar esta variación en los campos tensionales con la producida por la constricción geométrica (debida a la geometría de la probeta), estableciendo así una metodología que permite cuantificar la constriccion total y extrapolar los resultados obtenidos para una determinada probeta de fractura de una unión soldada, a otra con distinta geometría y distinto material de aporte a base. Se ha programado además un modelo de daño dúctil basado en el modelo de Gurson Tvergaard Needleman y en el criterio de coalescencia de Thomason y se ha incorporado al análisis por elementos finitos a partir de subrutinas de usuario para estudiar el efecto de la soldadura en la propagación dúctil. Finalmente, los resultados numéricos se han verificado mediante ensayos experimentales de fractura, los cuales permiten además conocer los micromecanismos de fractura presentes en las uniones soldadas consideradas, permitiendo así su modelización numérica.

Autor: COMINO MATEOS LUCÍA.
Año: 2004.
Universidad: GRANADA.
Centro de lectura: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS.

Resumen: Desde el punto de vista teórico, la obtención de parámetros de un sistema (propiedades del material, huecos internos, condiciones de contorno no accesibles, etc.) a partir de la respuesta ante excitaciones conocidas es lo que se denomina, desde el punto de vista matemático, Problema Inverso (P.I.). Debido a la complejidad de la formulación de estos problemas en materiales anisótropos, la literatura existente es escasa. Por tanto se hace cada vez más patente la necesidad de desarrollar e implementar herramientas numéricas para la resolución de estos problemas inversos anisótropos. En concreto, en este trabajo se han desarrollado ecuaciones y algoritmos aplicables a sólidos bidimensionales de materiales elásticos anisótropos, sometidos a excitaciones estáticas, para la resolución de los siguientes problemas inversos: * P.I., de Cauchy o de reconstrucción de las condiciones de contorno. * P.I., de Identificación de las propiedades elásticas del material. * P.I., de Identificación de defectos como grietas, cavidades o inclusiones. Para ellos se han analizado en profundidad aspectos computacionales cruciales como el cálculo de derivadas o sensibilidades, habiéndose empleado distintos métodos como derivación directa, método de la variable adjunta o derivada topológica. Otro aspecto importante en la resolución es la elección del algoritmo de minimización. Se han considerado algoritmos de orden cero, como los Algoritmos Genéticos, y otros como BFGS, Levenberg-Marquardt.

Autor: ALFARO RUIZ ICÍAR.
Año: 2004.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR.
Centro de realización: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR.

Autor: LAZARO FERNANDEZ CARLOS.
Año: 2005.
Universidad: POLITÉCNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: TEORÍA DE ESTRUCTURAS.
Centro de realización: UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE VALENCIA.

Resumen: RESUMEN: El análisis de la respuesta mecánica de piezas alargadas que experimentan grandes desplazamientos y rotaciones constituye un campo en el que se han producido avances significativos en las tres últimas décadas, tanto desde el punto de vista de la formulación de modelos físicos como de la búsqueda de soluciones numéricas. El ámbito de aplicación de este tipo de modelos se separa quizás del abanico de problemas de los que tradicionalmente se ha ocupado la ingeniería civil, aproximándose más a situaciones propias de otras disciplinas, como la aeronáutica, la robótica o la biomecánica. Dentro de la variedad de modelos en una dimensión desarrollados para el análisis no lineal de piezas alargadas, el propuesto por Simó como extensión del trabajo de Reissner es capaz de reproducir rotaciones arbitrariamente grandes de las secciones transversales. Su sencillez conceptual y la potencia de las soluciones numéricas basadas en él lo han convertido en referencia obligada y punto de partida de muchas investigaciones recientes. El propio Simó introdujo la denominación de emph{modelo geométricamente exacto de piezas alargadas} para referirse a él. No obstante, el modelo de Reissner--Simó no está libre de dificultades. Éstas derivan principalmente del tratamiento exacto de las rotaciones, que exige trabajar en un espacio de configuraciones no lineal ni conmutativo. Esta tesis examina los fundamentos del modelo geométricamente exacto y su conexión con la teoría no lineal de la elasticidad. La relación entre variables materiales y espaciales a través de la transformación definida por la rotación de cada sección establece el método de análisis. En un primer paso se ha desarrollado completamente la cinemática del modelo y las ecuaciones de campo en sus dos facetas --material y espacial--, lo que ha permitido sistematizar el proceso deductivo y aportar algunos resultados teóricos novedosos. El análisis del problema desde el punto de vista variacional ha puesto de manifiesto las conexiones formales entre las ecuaciones de la estática de las piezas alargadas y las ecuaciones de la dinámica de sólidos rígidos, y ha conducido a actualizar y generalizar la analogía cinética de Kirchhoff empleando el lenguaje moderno de la mecánica clásica. Como paso previo al desarrollo de soluciones numéricas se ha deducido la expresión espacial del operador tangente a partir de la linealización consistente de la ecuación de trabajos virtuales. Cuando este proceso se lleva a cabo antes de la discretización da lugar a la aparición de nuevos términos adicionales en el operador, aunque su influencia en los resultados numéricos ha resultado ser despreciable. También se ha deducido la forma material del operador, aún no publicada. El hecho de que las expresiones del operador tangente sean independientes de la parametrización escogida para la descripción de las rotaciones constituye un aspecto destacado de la formulación empleada. La parte final de la tesis se centra en la solución numérica del modelo. En una primera etapa se ha desarrollado un elemento finito basado en la forma espacial del operador, que es esencialmente el propuesto por Simó y Vu--Quoc con algunas modificaciones introducidas por Ibrahimbegovi'{c} y Taylor. El análisis de diversos ejemplos muestra la potencia del modelo, pero también pone de manifiesto algunos problemas numéricos. Por último se ha desarrollado un nuevo elemento finito empleando el operador tangente en forma material, que incorpora la interpolación esférica propuesta por Crisfield y Jeleni' {c}. Después de procesar distintos casos se concluye que el elemento material proporciona la misma precisión en la solución que el espacial, pero su velocidad 8 de conv 2e5 ergencia es considerablemente menor.

Autor: Fabregat Tomàs Alexandre.
Año: 2006.
Universidad: ROVIRA I VIRGILI.
Centro de lectura: Escola Técnica Superior d'Enginyeria Química.
Centro de realización: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Química.

Resumen: El objetivo principal de este trabajo es el estudio de la transferencia turbulenta de calor en un flujo totalmente desarrollado en un canal mediante la Simulación Numérica Directa (DNS). En estas simulaciones se resuelven explícitamente todas las escalas existentes en el flujo turbulento de manera que, incluso para números de Reynolds moderados, las mallas de discretización deben ser lo suficientemente finas como para capturar las estructuras más pequeñas existentes en el flujo y, consecuentemente, los requisitos computacionales de las DNS suelen ser considerables. El flujo, forzado por un gradiente de presión medio constante, está confinado entre dos paredes finas, paralelas e infinitas separadas una distancia 2d. El flujo turbulento de calor se ha estudiado en tres configuraciones de canal distintas: caso A: Pluma generada por un escalar introducido desde una fuente lineal en un canal horizontal caso B: Convección mixta en la dirección principal de flujo (canal vertical) caso C: Pluma con flotación generada por una fuente lineal en un canal horizontal En el caso B el flujo de calor se genera debido a la diferencia de temperaturas existente entre las dos paredes del canal. El vector de gravedad queda alineado con la dirección principal del flujo y los números de Grashof, Reynolds y Prandtl son Gr = 9.6 · 106, Ret = 150 y Pr = 0.71 respectivamente. Cerca de la pared caliente, la flotación y el gradiente de presión medio actúan conjuntamente provocando un aumento en la velocidad en comparación con el caso de convección puramente forzada. Contrariamente, cerca de la pared fría, la flotación se opone al flujo y consecuentemente la velocidad disminuye. Los casos A y C son similares ya que en ambos un fluido caliente se introduce en el flujo frío a través de una fuente lineal centrada verticalmente en la entrada del canal. La altura de la fuente es 0.054d. El fluido introducido se dispersa formando una pluma que es transportada aguas abajo entre las dos paredes adiabáticas del canal. La diferencia entre los casos A y C radica en el hecho de que en el primero los transportes de cantidad de movimiento y calor están desacoplados y la temperatura actúa como un escalar. La advección y la difusión son los únicos fenómenos involucrados en la evolución de la pluma. En el caso C, sin embargo, la flotación acopla los transportes de cantidad de movimiento y calor y, consecuentemente, la pluma sufre una deflexión hacia la pared superior debido a su densidad inferior. Dado que la dirección de la corriente no es homogénea en este caso y para garantizar las condiciones de flujo totalmente desarrollado en la entrada del canal, ha sido necesario crear un dominio auxiliar acoplado en la entrada del dominio de computación. En esta región auxiliar se resuelven únicamente las ecuaciones de transporte de cantidad de movimiento para un flujo totalmente desarrollado con una resolución de malla igual a la del dominio principal. Los resultados de los casos A y B han sido usados para validar el código 3DINAMICS comparándolos con datos disponibles en diversas fuentes bibliográficas. Este código computacional está escrito en FORTRAN 90 y paralelizado usando la interfície de Message Passing (librerías MPI-CH). Se ha implementado un esquema de segundo orden tipo Crank-Nicholson para integrar numéricamente las ecuaciones de transporte discretizadas usando volúmenes finitos con un esquema centrado de segundo orden. El análisis de los estadísticos y las diferentes contribuciones de los términos relevantes de las ecuaciones de transporte se usa para analizar el efecto de la flotación sobre el transporte turbulento de cantidad de movimiento y calor. Finalmente, siguiendo una configuración similar a la usada en el caso A, un reactivo se introduce a través de una fuente lineal reaccionando con otro reactivo p 8 resente 82f en el flujo del canal siguiendo una reacción química de segundo orden con un número de Damkh¨oler igual a 1. Los resultados preliminares para el transporte turbulento de las distintas especies químicas también se han incluido en este trabajo. Debido al carácter no lineal de las ecuaciones de transporte, se ha prestado especial atención a la discretización de los términos advectivos para evitar valores carentes de sentido físico para las variables transportadas. Se han implementado condiciones de contorno convectivas en la salida del canal para garantizar la conservación de las cantidades cuando éstas son transportadas fuera del dominio computacional en la dirección no homogénea. Para las direcciones homogéneas se han implementado condiciones de contorno periódicas. Las resoluciones de malla utilizadas en las simulaciones del presente trabajo (hasta 8 millones de puntos para el caso C incluyendo el dominio auxiliar) consumen grandes recursos computacionales. Se ha sustituido el solver de tipo gradiente conjugado utilizado hasta ahora en el código computacional para el cálculo de la presión por un solver multigrid paralelo. La eficiencia computacional del método multigrid ha sido comparada con otros dos algoritmos de tipo gradiente conjugado demostrando ser la mejor elección en términos de tiempo de CPU. La versión actual del algoritmo multigrid presenta, sin embargo, una escalabilidad menor comparada con los otros métodos.

Autor: FALEIRO DE FREITAS JEOVAN.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: SALA 002 MODUL C1. CAMPUS NORD.
Centro de realización: EDIFICI C1 Campus NORD.

Autor: LINERO SEGRERA DORIAN LUIS.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: CAMPUS NORD.
Centro de realización: EDIFICI C1 Campus NORD.

Autor: BLANCO IBAÑEZ SERGIO.
Año: 2006.
Universidad: POLITÉCNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: Sala 002 del Módulo C1 (planta baja).
Centro de realización: EDIFICI C1 Campus NORD.