SIMULACION, 2

Autor: ABDALHAQ BAKER.
Año: 2003.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA.
Centro de realización: ETSE.

Autor: RAMOS GONZÁLEZ JUAN JOSE.
Año: 2003.
Universidad: AUTONOMA DE BARCELONA.
Centro de lectura: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA .
Centro de realización: ESCUELA DE DOCTORADO Y DE FORMACIÓN CONTINUADA.

Resumen: La aceptación general de las herramientas de modelado y simulación de sistemas continuos en los distintos ámbitos de la ciencia y de la ingeniería dónde estas técnicas pueden aportar soluciones depende en gran manera de la disponibilidad de entornos que reduzcan significativamente el coste asociado a la construcción de los modelos de simulación. Esta tesis versa sobre la automatización de la tarea de modelado en sistemas físicos. Éste ha sido el objetivo común en la mayor parte de los entornos de modelado existentes en la actualidad. La reutilización de modelos predefinidos en librerías de modelado que puedan ser conectados para construir nuevos modeloas ha sido el enfoque adoptado por la mayor parte de ellas. No obstante, no es posible garantizar la reutilización de modelos predefinidos para la construcción de nuevos modelos cuando dichos modelos han sido definidos para cierto propóstio de experimentación . En la tesis se analiza en detalle cuáles son las limitaciones de las principales herramientas y metodologías disponibles en el mercado. Para eliminar dichas limitaciones, se ha definido un nuevo lenguaje, PML, para el modelado de sistemas físicos. El lenguaje permite el desarrollo orientado a objetos de modelos garantizado la reutilización de modelos a nivel topológico, es decir, conectando los modelos de los componentes físicos del sistema análogamente a la manera en que se encuentran conectados en el sistema. El formalismo de representación del comportamiento físico definido en el lenguaje grantiza la reutilización de los modelos independientemente del contexto físico en el que se han s ido predefinidos. Los modelos PML pueden ser utiilzados para diferentes propósitos de experimentación, obteniéndose de manera automática la formulación de las dinámicas que son de interés en cada caso de acuerdo a los requisitos impuestos por las herramientas numéricas de simulación.

Autor: DÍAZ AGUADO M. BELARMINA.
Año: 2003.
Universidad: OVIEDO.
Centro de lectura: INGENIEROS DE MINAS.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS DE OVIEDO.

Resumen: Esta tesis doctoral recoge las principales medidas de evaluación de riesgo de ocurrencia de fenómenos gaseodinámicos en yacimientos profundos de carbón, centrando la investigación en algunos de los parámetros que no forman parte de la toma de datos habitual de las minas. Entre ellos destacan algunos de los factores de tipo natural (presión de gas en capa, porosidad y permeabilidad del carbón y parámetros tensodeformacionales) así como los relacionados con la propia explotación: explotación de una capa égida o de defensa, infuencia de los bordes de tajo o cruces de labores y del abandono de macizos residuales. Para ello se han utilizado equipos poco empleados hasta el momento en la minería del carbón y algunos diseñados en el transcurso de la tesis, que se han instalado en una mina trabajando a plena producción: en dos pozos en explotación por el método de subniveles con sutiraje en retirada. La ingente cantidad de datos obtenida se ha manejado en una base de datos específicamente diseñada. Por otra parte se ha analizado el comportamiento geomecánico de la capa de carbón y sus hastiales mediante ensayos de laboratorio e in situ (presiómetro y monitorización con cámara de vídeo). A partir de los ensayos se ha efectuado la caracterización del macizo rocoso siguiendo algunas de las clasificaciones de mayor reconocimiento internacional (RMR de Bieniawsk, Q de Barton, GSI de Hoek-Brown), para estimar las propiedades de partida de modelos numéricos de diferencias finitas. Estos modelos, calibrados con la instrumentación instalada (puesto que se han colocado desde extensómetros mecánicos y de inyección o estaciones de medida de convergencia hasta sondeos para control de deformaciones con sonda INCREX e inclinométrica y células de variación de tensión), han permitido simular distintas secuencias de explotación para buscar la óptima desde el punto de vista gaseodinámico. Con la simulación bidimensional y tridimensional se ha establecido la influencia negativa de los macizos que se dejan sin explotar y de los cruces de labores, influencia que igualmente se verificó con la instrumentación instalada. Finalmente, se proponen dos sencillas herramientas de control para evitar estos fenómenos la simulación numérica de futuras secuencias de explotación como elemento de predicción y el empleo de cánulas de presión de gas como elemento de control, indicador de los valores de riesgo y de las situaciones más adecuadas para acometer nuevas labores o continuar con los avances en carbón. El fin último de la tesis es la mejora de la seguridad de los trabajos de laboreo minero, lo que redundaría en beneficio de la producción y la productividad de las minas. Igualmente se proponen algunas posibles líneas de investigación futura, que van desde un análisis más detallado de la permeabilidad aprovechando las cánulas de medida de presión de gas diseñadas hasta la captación automática de datos y medida en línea, incluso estableciendo señales de alarma en caso de alcanzarse valores de riesgo de la presión de gas en capa o de la tensión de los hastiales.

Autor: ABBAS ISMAIL.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA.
Centro de lectura: UPC.
Centro de realización: ESTADÍSTICA I INVESTIGACIÓ OPERATIVA.

Resumen: Clinical trials are frequently very expensive and can last quite long. An error in the design of a clinical trial can imply the impossibility of confirming the hypothesis because of the fact results are lacking in statistical significance. This will mean to incur losses in resources and a delay in the introduction of the new pharmaceutical product into the market. In this thesis the clinical trial design is conceived as an economic optimisation problem. The concrete optimisation criterion might depend on the approach and the decision context. From the market point of view that seeks maximising benefits, clinical trials can be seen as an investment with relatively predictable costs but a much more uncertain future benefits. Objectives and hypothesis of this thesis The main objective of this work is analysing and developing simulation models for the optimisation of clinical trial design. We have thus developed different computer-assisted stochastic models structures which allow conveniently to represent the clinical trial and simulate the results with alternative designs and hypothesis before carrying it out. The ultimate goal is determining which design optimises cost and clinical trial duration, by analysing hypothetical results before they are actually put into practice. The hypothesis wanted to be proved is that the development and application of the proposed simulation models allow more efficiently achieve the objectives formulated in a clinical trial, i.e. to obtain the sought results with a given success probability –what, as far as new pharmaceutical products is concerned, is a necessary condition before their commercialisation– with optimal cost and time span. Method The general conceptual model to optimise a clinical trial we proposes in this thesis consists in two sub-models: a recruitment of patients and treatment assignment sub-model and a follow-up sub-model, which describes the evolution of the clinical trial process and end-point variable or variables. The validation of the conceptual model is interdisciplinary and it is necessary to verify that the objectives and the hypothesis to correspond closely to those established in the protocol. Research results The results of this thesis have been applied to a clinical trial of lipodystrophy in the antrretroviral treatment (ARV). It has been build up, validated and selected a statistic model which results adjust as good as possible to the results of clinical trial of lipodystrophy. Afterwards, this same model is applied for the design optimisation of a future clinical trial. Discussion and future research The review of literature has allowed us to realise that most of the approaches applied nowadays to the design of clinical trials, including those that use simulation models, do not take into account the relevant aspects for the optimisation of the design altogether. What this thesis suggests precisely as main contribution is integrating all these aspects in a general simulation model for the design optimisation of a clinical trial according to explicit criteria and assumptions. This approach allows developing a general model of optimisation where the optimal design is seen in terms of maximisation of the expected net benefit. According to the sponsor, the benefits would be: the economic benefit, or the benefits to health, which could, eventually, be expressed in monetary units based on the willingness to pay method or other usual economic evaluation methods.

Autor: GARCÍA PAÑELLA OSCAR.
Año: 2003.
Universidad: RAMON LLULL.
Centro de lectura: E.T.S. D'ENGINYERIA ELECTRÓNICA I INFORMÁTICA.
Centro de realización: E.T.S. D'ENGINYERIA ELECTRÓNICA I INFORMÁTICA.

Resumen: This thesis describes a contribution to the three-dimensional reconstruction of the internal and external surfaces of the human's left ventricle. The reconstruction is a first process fitting in a complete VR application that Hill serve as an important diagnosis tool for hospitals. Beginning with the surfaces reconstruction, the application will provide volume and interactive real-time manipulation to the model. We focus on speed, precision and smoothness for the final surfaces. As long as heart diseases diagnosis requires experience, time and professional knowledge, simulation is a key-process that enlarges efficiency. The algorithm and implementations have been applied to both synthetic and real datasets with differences regarding missing data, present in cases where pathologies and abnormalities arise. The datasets include single acquisitions and complete cardiac cycles. The goodness of the reconstructions has been evaluated with medical parameters in order to compare our results with thos retrieved by typical software used by physicians. Besides the direct application to medicine diagnosis, our methodology is suitable for generic reconstruction in the field of computer graphics. Our reconstructions can serve for getting ·D models at low cost, in terms of manual interaction and CPU computation overhead. Furthermore, our method is a robust tessellation algorithm that builds surfaces from clouds of points that can be retrieved from laser scanners or magnetic sensors, among other available hardware. The author is granted by an EPSON "Rosina Ribalta" award. This work has been also financed by the TIC2000-1009 project.

Autor: MAGALLÓN LACARTA JUAN ANTONIO.
Año: 2003.
Universidad: ZARAGOZA.
Centro de lectura: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR.
Centro de realización: CENTRO POLITÉCNICO SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: Esta Tesis Doctoral ha sido desarrollada en el marco de las actividades de I+D+I que el Grupo de Informática Gráfica Avanzada (GIGA) de la Universidad de Zaragoza realiza en relación con la Simulación de la Iluminación. En la línea de trabajo de esta tesis, los diferentes temas de investigación se pueden englobar dentro de dos campos: * El de los Gráficos por Computador, en el que existen multitud de técnicas desarrolladas para llegar altísimos niveles de realismo en la generación de imágenes sintéticas. * El de la Luminotecnia, disciplina cada día más improtante en el ámbito industrial, y en el que las técnicas se han centrado siempre en el cálculo preciso de la iluminación. El trabajo que se presenta en esta Memoria de Tesis Doctoral está dedicado al estudio y análisis de las técnicas de simulación del proceso de iluminación global en entornos complejos y a la mejora de métodos que se utilizan en dicho campo, tanto teórica como computacionalmente. Ha servido para analizar las técnicas de dos campos de Investigación actuales, la Luminotecnia y los Gráficos por Computador. Ambas disciplinas se complementan, pero la necesidad de conjugarlas no ha aparecido hasta los últimos años. La investigación desarrollada en la Tesis comprende: * El estudio de las necesidades de un sistema de simulación de la iluminación tanto de cara a la industria luminotécnica como de cara a la generación de imagen sintética. * La selección de las técnicas de cada área más apropiadas para la construcción de un sistema de simulación avanzado. * La mejora de dichas técnicas para eliminar sus limitaciones. * La construcción de un sistema de investigación que permita la experimentación de laboratorio con nuevas técnicas. El sistema construido como resultado de la presente tesis ha sido el entorno denominado ALEPH (Advanced Lighting Environment for Photorealism). Dicho sistema incorpora características novedosas respecto a otros sistemas, como la capacidad de manejar magnitudes físicas reales propias de la Luminotecnia (como la radiancia, la luminancia y las BRDFs) y combinarlas con técnicas propias de los Gráficos (Como las texturas, o los mapas de normales). Este nuevo sistema ha sido validado de una forma rigurosa. Es una herramienta que se puede usar para obtener tanto imágenes como datos cuantitativos. Ha sido ampliamente utilizado en multitud de aplicaciones tanto de investigación como industrias que se han presentado en la Tesis.

Autor: GAVILAN MORENO CARLOS JULIAN.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE MADRID.
Centro de lectura: INGENIEROS DE MINAS.
Centro de realización: ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS.

Resumen: En este trabajo se procede al desarrollo de una nueva tendencia, en el campo del método de los elementos finitos, y constituye un nuevo avance en los problemas tratados bajo este prisma. El nuevo planteamiento es la resolución del método de los elementos finitos mediante la técnica de las redes neuronales artificiales. Más concretamente, se trata de resolver las ecuaciones de la formulación fuerte, mediante un trivial problema de minimización de la energía potencial del sistema. Lo que constituye una solución discreta, pero si necesidad de la resolución de un sistema de eucaciones. Esta solución constituye a su vez la solución del sistema de ecuaciones de diferenciales. Las técnicas usadas, basadas, en las redes neuronales artificiales, tienen su materialización en dos arquitecturas concretas, la red de Hopfield y la red Feedforward. La primera de ellas es una red que incluso permite la resolución de los problemas inversos, de forma que son muy útiles a la hora de caracterizar los materiales. La segunda, la red feedforward, soluciona el problema desde el punto de vista de la simulación, teniendo como punto de contraste la minimización de la energía potencial. Los desarrollos aquí expuestos son plasmados en códigos informáticos, del todo operativo y se representan ejemplos de la utilización de estas técnicas aplicadas a los problemas de trasferencia de calor y/o energía.

Autor: NAVARRO JOVER JOSE MANUEL.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INGENIEROS AGRÓNOMOS.

Resumen: El presente trabajo pretende desarrollar una herramienta para el estudio del comportamiento y bienestar de los lechones en maternidad. Para ello, se han capturado un total de 22.608 imágenes cenitales de la corralina de maternidad, con un intervalo entre imágenes de cinco segundos. El trabajo se ha desarrollado en dos etapas. En una primera parte, se ha desarrollado un programa de tratamiento digital de imagen para llevar a cabo la detección de la posición de cada lechón. Los nueve lechones presentes en la camada se han pintado en el lomo y laterales con colores distintos y alejados entre sí. El programa analiza automáticamente las imágenes capturadas, buscando manchas de color correspondientes a los patrones de colores introducidos, devolviendo como salida las posiciones (columna X, fila Y) de cada una de las manchas de color en cada imagen. El resultado es un fichero de datos posicionales, que recoge, para cada imagen analizada, las coordenadas X,Y de cada lechón (color). El software realiza una segmentación previa de la imagen en el espacio RGB, para aislar las manchas de color del resto de la imagen, y posteriormente el reconocimiento de los patrones de color utilizando otro espacio de color más adecuado para tal fin. Se ha evaluado estadísticamente el funcionamiento del programa obteniéndose un elevado porcentaje global (72,5%) de detecciones de los lechones, de las cuales, el 89,1% fueron correctas (el resto corresponde a error de confusión del programa). Cuando un lechón (o color) no es detectado en una imagen (27,5% del total de manchas de color procesadas), se clasificó como: * Lechón no presente en la imagen (oculto bajo la cerda u otros lechones) 17.54%. * Error de detección del programa (color presente pero no detectado) 2.36%. * Colo encontrado en varias partes de la imagen, y por tanto coordenadas no dadas por el programa (sería erróneas) 7.60%. En una segunda etapa, a partir de los ficheros de datos posicionales, se han llevado a cabo una serie de análisis matemáticos y procedimientos estadísticos, para la obtención de nuevas variables, y a llegar a establecer una serie de procedimientos o metodologías para el estudio y caracterización automática de parámetros de ocmportamiento y bienestar de los lechones. No se trata de extraer conclusiones acerca del comportamiento mismo, sino de definir métodos que puedan servir como herramienta para estudios de comportamiento. Las conductas estudiadas se han agrupado en cuatro categorías: * Zonificación: se han definido zonas dentro de la corralina (descando, amamantamiento, actividad, ..) y estudiado los índices de ocupación, tanto globales para un período concreto, como su evolución temporal. * Amamantamiento: Se han desarrollado procedimientos para la obtención de parámetros como intervalo y duración de los amamantamientos. Se ha determinado de manera automática el orden de mama de los lechones, en función de su posición relativa durante los amamamntamientos, mediante distintos métodos alternativos. También se ha desarrollado un procedimiento basado en un modelo de regresión logística para detectar si en una imagen se está produciendo o no amamantamiento. El orden de mama se mantiene constante en el tiempo, pero no al 100%; se observa pequeñas variaciones en el mismo, para una camada de una semana a otra. * Hacinamiento: se establecen parámetros para el estudio del grado de hacinamiento/dispersión del grupo de lechones (ratio de hacinamiento, superficie ocupada por el grupo de lechones), tanto instantáneo como su evolución temporal. * Actividad: se ha estudiado la actividad tanto de los lechones individuales como del grupo, a lo largo del tiempo, determinando si un lechón o el grupo de lechones están moviéndose o no.

Autor: ARIAS ANTÚNEZ ENRIQUE.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: FACULTAD DE INFORMÁTICA.

Resumen: Los objetivos de la Tesis se engloban en un marco transdisciplinar en el que se pretende dar una solución algorítmica de Altas Prestaciones a los problemas computacionales subyacentes a la Simulación, Estimación y Control de Sistemas No Lineales. Mediante la resolución de ecuaciones diferenciales ordinarias (ODE's) o ecuaciones diferenciales algebraicas (DAE's) es posible simular el comportamiento de diversos fenómenos en ciencia e ingeniería. Existen diferentes métodos para la resolución de dicho tipo de ecuaciones, entre ellos, el método de linealización a trozos. En esta Tesis se ha desarrollado una nueva aproximación libre de inversa del método de linealización a trozos que permite resolver EDO's y DAE's independientemente de que la matriz Jacobiana sea singular o no. Por otro lado, en el control de robots, es frecuente estimar el comportamiento no lineal del mismo. Una forma común de estimar dicha no linealidad es la utilización de redes neuronales, aproximación tomada en esta Tesis. Finalmente, se ha abordado el problema lineal cuadrático de control óptimo. Para resolver este problema, es necesaria la resolución de una ecuación matricial diferencial de Riccati (EDMR), que en esta Tesis se realiza mediante el método de la integración numérica de dicha ecuación. Las soluciones algorítmicas a estos problemas se han plasmado en el desarrollo de algoritmos secuenciales y paralelos para plataformas de memoria distribuida y compartida.

Autor: VICENT LÓPEZ M. JOSÉ.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: DPTO. SISTEMAS INFORMÁTICOS Y COMPUTACIÓN.

Resumen: En esta tesis se presenta un método para la visualización rápida de escenas con vegetación en el exterior. El método incluye la utilización de un modelo de iluminación realista adecuado para este tipo de escenas compatibles con las escenas multiresolución generadas mediante los Sistemas-L aleatorios. El proceso consta de tres partes. La primera está relacionada con el modelado geométrico de la vegetación; la segunda consiste en el modelado de las fuentes de luz adecuadas; y la tercera consiste en aplicar las fuentes de luz a la vegetación, es decir, relacionar los dos puntos anteriores. En esta tesis se aborda la resolución de los dos últimos puntos, ya que como herramienta de modelado geométrico de la vegetación, en concreto árboles, se ha tomado el sistema Multi-Green (GeneradoR de Especies para Entornos Naturales con multirresolución). A lo largo de la tesis se realiza un estudio de las diferentes técnicas utilizadas para el modelado y visualización de especies vegetales. Se describen las técnicas de modelado basadas en los sistemas-L y se analizan las estructuras de datos utilizadas para el modelado de árboles en el sistema Multi-Green, describiendo la técnica empleada para el almacenamiento y recuperación de los diferentes niveles de detalle. A continuación, se realiza un estudio de las diferentes técnicas empleadas en la iluminación en el exterior de escenas con vegetación. En la tesis se propone un método original para el cálculo del factor de forma, estructura base del cálculo de la irradiación de una superficie. También se presentan los modelos desarrollados para la visualización rápida de poblaciones vegetales considerando iluminación natural en el exterior. En primer lugar se presenta el modelo de cielo que genera y almacena su geometría, precalculando la radiancia en puntos de muestreo seleccionados para diferentes horas del día. Los valores obtenidos para estos puntos de muestreo se utilizan para calcular la iluminación de hojas con orientaciones predeterminadas creando las estructuras de datos adecuadas. La iluminación de polígonos con orientaciones aleatorias se obtiene por interpolación de los valores precalculados. Posteriormente se muestra la aplicación del Plano Polar para la resolución del problema de la visibilidad. Por último se exponen las conclusiones extraídas en el desarrollo de esta tesis y se proponen líneas de trabajo futuro que extienden y mejoran los modelos aquí propuestos.

Autor: PERLES IVARS ÁNGEL F..
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: E.U. INFORMÁTICA.

Resumen: La simulación por eventos discretos es una herramienta fundamental para el diseño y desarrollo de todo tipo de sistemas informáticos. Sin embargo, los nuevos sistemas son cada vez más complejos, lo que provoca que los modelos de simulación resultantes sean más costosos de resolver, requiriendo más potencia de computación para su evaluación y provocando largos tiempos de espera de los resultados. Esta tesis ofrece una solución para disminuir los tiempos de ejecución de modelos de simulación por eventos discretos en los que se pretenda hacer una estimación puntual de una variable estadística de salida del modelo en régimen permanente. Se aportan las técnicas que permiten aplicar el paralelismo a los modelos de simulación mediante la ejecución concurrente de réplicas de dichos modelos. Para la ejecución de las réplicas se aprovecha la gran cantidad de computadores heterogéneos de Universidades y centros de investigación que están desocupados gran parte del tiempo. Se ha desarrollado el entorno paralelo capaz de gestionar este conjunto de computadores heterogénos y se han diseñado y probado las técnicas que permiten adaptar fácilmente un modelo escrito en cualquier lenguaje de simulación para que pueda emplearse en el entorno. Para el análisis de los datos de salida de las simulaciones se ha diseñado un nuevo analizador paralelo basado en el método estadístico de las réplicas independientes. El diseño de la gestión de las réplicas permite sacar el máximo partido a los computadores, reduciendo considerablemente el tiempo de ejecucción de los modelos. Para aumentar la calidad estadística de los datos de salida se han propuesto y probado nuevos criterios de parada, que producen coberturas estadísticas superiores a los criterios clásicos. Además, el desarrollo de un método de reducción del efecto del transitorio inicial de las simulaciones de régimen permanente permite incrementar más esta calidad sin incrementar el coste de la simulación.

Autor: LINARES PELLICER JORDI.
Año: 2003.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: FACULTAD DE INFORMÁTICA.

Resumen: La simulación de productos es, sin duda, uno de los campos que mayor interés ha despertado en la industria, y es justamente en el desarrollo de estas tecnologías donde los gráficos por ordenador tienen un papel esencial. En este sentido, la visualización de los productos antes de su fabricación es especialmente interesante en sectores como textil-confección, textil-hogar, mueble tapizado, cerámica (revestimientos y pavimentos cerámicos), papel pintado, calzado, etc. En estos sectores, además, la integración de estas tecnologías de simulación en entornos multimedia e Internet permiten dar una importante respuesta a sus necesidades en la presentación de productos y marketing. El objetivo fundamental de la presente tesis es la descripción de una tecnología de simulación de productos basada en la aplicación o mapeado de texturas sobre superficies de objetos de imágenes reales. Partiendo de una única imagen, y mediante técnicas de warping (deformación) y composición de imágenes, se genera una simulación de la misma imagen original pero revestida con nuevas texturas (o diseños), manteniendo la estructura original de brillos y sombras, y consiguiendo un alto grado de realismo. La justificación de esta tecnología se fundamenta en dos puntos. En primer lugar por la enorme reducción del tiempo de modelado que se consigue al partir de una imagen real (respecto a un modelado 3D de la escena) y la gran calidad realista del resultado. En segundo lugar, la utilización del warping se deriva del hecho de no tener control sobre la imagen ni sobre su proceso de captura, donde además se perigue proporcionar solución para el abanico más amplio de imágenes de partida, es decir, imponer el menor número posible de restricciones. Esto conlleva el uso de imágenes con todo tipo de objetos y materiales, iluminaciones y métodos de captura, que finalmente imposibilitan la utilización de métodos de extracción de características 3D (shape-from-shading, shape-from-texture etc.). Las principales contribuciones de la tesis se centran en tres puntos: * La definición, por primera vez, de un modelo general de un sistema de mapeado de texturas sobre imágenes reales. * La descripción detallada de una caracterización del modelo general. * La integración en entornos multimedia e internet de la tecnología desarrollada.

Autor: AMUNDARAIN IRIZAR AIERT.
Año: 2003.
Universidad: NAVARRA.
Centro de lectura: INGENIEROS INDUSTRIALES .
Centro de realización: ESCUELA SUPERIOR DE INGENIEROS.

Resumen: La mantenibilidad de los motores de avión es un campo de gran importancia donde se han realizado extensos estudios. Uno de los aspectos de mayor interés concierne al análisis de accesibilidad, donde se realizan cálculos de secuencias de ensamblaje y desensamblaje, de vías de accesos, y de evaluación de tiempos. Hoy en día todavía es necesario emplear maquetas físicas, para evaluar la mantenibilidad de las partes externas del motor en la etapa de desarrollo. Debido al coste que supone la construcción de estas maquetas físicas y para reducir el tiempo en el desarrollo de los motores de avión, se busca poder evaluar la mantenibilidad de los motores de avión empleando técnicas de realidad de virtual. El estudio e investigaicón de esta Tesis se encuentra integrado dentro de un sistema de Realidad Virtual, diseñado para simular las operaciones de mantenimiento en motores de avión. En estos sistemas, para lograr una simulación realista se ha de visualizar la maqueta digital del motor de avión a una frecuencia interactiva. Las maquetas digitales empleadas han sido creadas empleando sistemas CAD. Las maquetas resultantes suelen estar compuestas de un número elevado de objetos y la geometría de estos objetos suele estar definida mediante una cantidad importante de polígonos. Los polígonos suelen estar distribuidos de forma compacta en la escena. Esta complejidad en los modelos dificulta su representación. El estudio y la investigación durante la Tesis se ha centrado en las técnicas de visualización que permiten aumentar las prestaciones que ofrecen las tarjetas gráficas. Los resultados finales se han traducido en el desarrollo de un eficiente módulo de oclusión.

Autor: ROMAN MOLTO JOSE ENRIQUE.
Año: 2002.
Universidad: POLITECNICA DE VALENCIA.
Centro de lectura: INFORMÁTICA.
Centro de realización: FACULTAD DE INFORMÁTICA.

Resumen: El resultado de esta tesis doctoral ha sido el diseño e implementación de una nueva librería software paralela para la resolución de problemas de valores propios dispersos de gran dimensión. El desarrollo se ha planteado con el objetivo de obtener una librería portable, escalable y extensible: portable refiriéndose a la facilidad para trasladar los programas de una plataforma a otras; escalable en el sentido de tener una buena eficiencia paralela; y extensible para permitir de forma sencilla al usuario la incorporación de nuevos elementos como, por ejemplo, métodos de resolución. La nueva librería, denominada SLEPc, está basada en el paquete PETSc. La decisión de haberlo desarrollado así obedece, por un lado, a la consecución de los objetivos de portabilidad, escalabilidad y extensibilidad, y, por otro lado, aumentar la usabilidad de la nueva librería al integrar directamente toda la funcionalidad que ofrece PETSc. La librería SLEPc se centra principalmente en métodos de proyección. Estos son los métodos más generales para calcular un conjunto de valores propios y son especialmente útiles en la resolución de problemas dispersos, ya que la matriz únicamente se utiliza en operaciones del tipo producto matriz por vector, y por lo tanto su estructura no se modifica. Por otro lado, la librería se ha diseñado de forma que el concepto de transformación espectral se integre de forma natural con los métodos de resolución. Para poner de manifiesto las propiedades de la librería, ésta se ha aplicado a la resolución de dos problemas reales de ingeniería, derivados de la discretización de ecuaciones en derivadas parciales, concretamente el cálculo de los modos lambda de un reactor nuclear y el cálculo de modos resonantes de ondas electromagnéticas en cavidades. La utilización de la librería SLEPc permite implementar la solución a estos problemas con poco esfuerzo de programación, obteniéndose códigos muy potentes y flexibles, y con buenas pretaciones paralelas.

Autor: MASCARÓ PORTELLS MIGUEL.
Año: 2002.
Universidad: ISLAS BALEARES.
Centro de lectura: ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR .
Centro de realización: ESCOLA POLITÈCNICA SUPERIOR.

Resumen: Este trabajo presenta un modelo físico basado en la teoría de la elasticidad, que consigue simular deformaciones realistas sobre objetos construidos mediante mallas poligonales. El modelo presentado en este trabajo, tiene como finalidad ser un modelo válido para aquellas aplicaciones que precisen simular el comportamiento real desde el punto de vista físico. Por ello, el principal problema a resolver será encontrar un modelo fiable (aceptable en cuanto a resultados y tiempo de cálculo), que sea capaz de reflejar en un objeto efectos de deformación que se sustenten en las leyes de la mecánica clásica y en las bases de la teoría de la elasticidad. El objetivo final es aplicar el modelo en técnicas de visualización, animación y gráficos por ordenador. La simulación obtenida por el ordenador y la deformación real deben ser lo más parecidas posibles y la solución debe ser alcanzada en tiempo real o, en su defecto, en un coste de tiempo aceptable según el uso de la aplicación (animación, realidad virtual, etc.). La plataforma software de las aplicaciones está encuadrada dentro de la categoría de Open Source. Además ésta utiliza librerías de visualización de alto rendimiento (basadas en OpenGL) y posee un enfoque computacional distribuido, lo que provee a la aplicación resultante de una serie de ventajas adicionales: 1,- El sistema presenta un alta portabilidad. 2,- Un alto nivel de eficiencia computacional (lineal). 3,- El modelo es totalmente paralelizable. 4,- Gran cantidad de aplicaciones viables: generación de animaciones de deformaciones, realidad aumentada, industria, etc.

Autor: SANTAMARINA RÍOS DUARTE.
Año: 2002.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: MATEMÁTICAS .
Centro de realización: FACULTAD DE MATEMÁTICAS, UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA.

Resumen: El trabajo realizado tuvo por objetivo introducir, analizar y resolver numéricamente modelos matemáticos de acústica disipativa y de la interacción fluido-estructura. En primer lugar, se desarrollaron y dedujeron por procedimientos relativamente rigurosos, las ecuaciones de la acústica disipativa, en su formulación más general, considerando que la disipación puede ser de índole dinámica y térmica. Se linealizaron las ecuaciones haciendo uso de técnicas estándar con el fin de analizarlas de forma matemática y poder implementarlas computacionalmente. Se presentaron diversas formulaciones del problema utilizando distintas variables para describir el comportamiento del fluido. Las ecuaciones que se obtuvieron se compararon con las que aparecen en la bibliografía existente sobre este tópico para ver que eran coincidentes. Además, se presentaron otras novedosas, como son por ejemplo la formulación en desplazamientos o la de desplazamientos y temperatura. En la segunda parte de la memoria se analizó una de las formulaciones del problema de la acústica disipativa presentadas en el capítulo primero: la formulación en el desplazamiento y temperatura. El estudio realizado consistió en el análisis del problema evolutivo donde se obtuvo la existencia y unicidad del mismo; se discretizó temporalmente por elementos finitos y se estudiaron dos discretizaciones temporales de la misma. Se comprobó también la convergencia temporal de los métodos. En el tercer capítulo se estudió un problema de interacción fluído-estructura propiamente, el problema de elastoacústica en formulación en desplazamientos. En el dominio de las frecuencias estos problemas fueron ampliamente analizados y la extensa cantidad de referencias bibliográficas sobre el particular dan testimonio de ello. Por el contrario, los trabajos existentes en el dominio del tiempo sobre el tópico son relativamente escasos. Se estudió, de la misma forma que en el capítulo previo, la existencia y unicidad de solución y se presentó una discretización temporal de la que se probó su convergencia. Se implementó computacionalmente y se observaron las buenas características del esquema propuesto (esquema conservativo, orden 2). Para terminar, en el último capítulo se resolvió un problema de hidroelasticidad. Se trata de un problema tridimensional en el que el fluido tiene una frontera libre y el sólido es una placa sumergida. Los modos de vibración calculados mediante un método de elementos finitos fueron comparados con éxito contra valores obtenidos experimentalmente.

Autor: SALGADO RODRÍGUEZ PILAR.
Año: 2002.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: MATEMÁTICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE MATEMÁTICAS, UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA.

Resumen: El objetivo de la tesis es introducir y analizar un modelo matemático tridimensional para estudiar el comportamiento termoeléctrico de electrodos metalúrgicos en un horno de arco. Desde un punto de vista matemático el modelado termoeléctrico de electrodos da lugar a un sistema no lineal de ecuaciones en derivadas parciales para los campos electromagnéticos y la temperatura. En concreto, el problema electromagnético se obtiene a partir de las ecuaciones de Maxwell en baja frecuencia y régimen armónico y el problema térmico a partir de las ecuación de transferencia de calor en estado estacionario. El acople entre ambos modelos es debido a que la fuente de calor en el problema térmico es el efecto Joule y al hecho de que los parámetros físicos dependen de la temperatura. En la memoria se estudia el problema acoplado y una parte importante de la investigación se centra en el estudio y la resolución numérica del problema electromagnético. El Capítulo 1 tiene como objetivo la descripción del problema físico y de los modelos matemáticos a estudiar. En la primera parte del capítulo se describe detalladamente el problema físico que tiene lugar un horno eléctrico para la producción de silicio así como la problemática de los electrodos. A continuación, se introduce el modelo electromagnético en el horno completo, considerando condiciones de contorno adecuadas para resolver el problema en un dominio acotado que contiene conductores y dieléctricos. Dado que este modelo es bastante complejo y su resolución numérica supone un alto coste computacional, es importante disponer de modelos más sencillos que describen separadamente los componentes del horno. Por ello, se propone un modelo electromagnético sobre un único electrodo y con condiciones de contorno adecuadas desde un punto de vista de las aplicaciones. Los dos modelos electromagnéticos derivan en interesantes problemas matemáticos que son estudiados en los siguientes capítulos. Finalmente, se introduce un modelo térmico estacionario que será acoplado con el modelo electromagnético. En el Capítulo 2 se aborda el estudio matemático y la resolución numérica del problema electromagnético sobre el horno completo. El dominio de cálculo incluye en este caso conductores y dieléctricos. En consecuencia, siguiendo las ideas de Bossavit y Verité se introduce una formulación débil del problema en términos de un campo magnético en el conductor y de un potencial escalar magnético en el dieléctrico. Se consideran problemas relacionados con la topología del dominio, concretamente, se contempla la posibilidad de que el dominio dieléctrico no sea simplemente conexo lo cual conduce a trabajar con un potencial multivaluado en el dominio. Se propone un método de elementos finitos para la resolución numérica del problema y se prueban estimaciones de error bajo hipótesis de regularidad suficientes sobre la solución. El capítulo se completa con la descripción de técnicas numéricas para implementar eficientemente el método numérico en ordenador y se presentan resultados numéricos que muestran las propiedades de convergencia probadas teóricamente. En el Capítulo 3 se analiza desde un punto de vista matemático y numérico el problema electromganético sobre un único electrodo, es decir, sobre un dominio conductor y acotado. La idea más novedosa del modelo es la introducción de condiciones de contorno directamente relacionadas con las intensidades de corriente impuestas en el electrodo. Además, se analiza un problema relacionado con éste, donde el dato de contorno sería el flujo de corriente en lugar de las intensidades. Se trata de condiciones de contorno que no son esenciales ni naturales, por lo que se imponen mediante la introducción de un multiplicador de Lagrange. Las formulaciones mixtas resultantes se analizan matemáticamente siguiendo las técnicas clásicas y se propone un método de elementos finitos para su resolución. Dependiendo de la regularidad de los datos se estudian diferentes problemas discretos para los que se obtienen resultados de convergencia bajo hipótesis de regularidad sobre la solución. La última sección del capítulo incluye diferentes resultados númericos. En el Capítulo 4 se acopla el problema electromagnético con el problema térmico. La primera parte del capítulo está dedicada al estudio matemático del problema continuo e incluye un teorema de existencia de solución. Desde un punto de vista matemático se trata de un problema similar al del "thermistor" pero no es posible utilizar las técnicas utilizadas en estos problemas. Esto es debido, a que en nuestro caso los parámetros físicos no solo dependen de la temperatura sino también de la posición y por otra parte la incógnita del problema électrico no es un potencial escalar como ocurre habitualmente en el problema del thermistor. Como consecuencia, es necesario utilizar técnicas para problemas elípticos que contienen segundos miembros en L1. En la segunda parte del capítulo se introduce la resolución numérica del problema acoplado y se describen los algoritmos iterativos propuestos para resolver las diferentes no linalidades que presenta el problema. La última parte del capítulo recoge resultados numéricos correspondientes a la simulación de electrodos reales.

Autor: PENA BRAGE FRANCISCO JOSÉ.
Año: 2002.
Universidad: SANTIAGO DE COMPOSTELA.
Centro de lectura: MATEMÁTICAS.
Centro de realización: FACULTAD DE MATEMÁTICAS, UNIVERSIDADE DE SANTIAGO DE COMPOSTELA.

Resumen: El objetivo de la tesis es analizar desde un punto de vista analítico y numérico dos modelos matemáticos que aparecen en los problemas ligados a la metalurgia del silico. El primero de ellos se utiliza para estudiar el comportamiento termoeléctrico de electrodos metalúrgicos en un horno de arco. El segundo se refiere al modelado de la colada de silicio. Desde un punto de vista matemático, se tiene un sistema no lineal de ecuaciones de Maxwell en baja frecuencia y el problema térmico a partir de las ecuaciones de transferencia de calor en estado evolutivo. El acoplamiento entre ambos modelos es debido a que la fuente de calor en el problema térmico es el efecto Joule y al hecho de que los parámetros físicos dependen de la temperatura. En el caso de la colada de silico sólo se considera la ecuación de transferencia de calor en estado evolutivo, al no existir efecto Joule. Este desacoplamiento permite consdierar un nuevo efecto, el cambio de estado en algunos materiales, que se refleja en la multivocidad de la entalpía. El Capítulo 1 de la primera parte tiene como objetivo la descripción del problema físico de la producción de silicio y en particular del funcionamiento de los electrodos del horno y sus diferentes componentes. En la última parte del capítulo se hace un resumen de los artículos de la bibliografía que proponen modelos matemáticos para el estudio de los electrodos y/o presentan resultados numéricos derivados de esos modelos. En el Capítulo 2 se aborda la descripción de las ecuaciones que intervienen en los modelos matemáticos, detallando su dedución y posibles variantes. Se inicia el capítulo con las ecuaciones del electromagnetismo de Maxwell; se escriben las ecuaciones simplificadas para baja frecuencia, corriente alterna y corriente continua. En el siguiente apartado se analiza la ecuación de transferencia de calor y su escritura en varios casos: con o sin cambio de estado, con dependencia de los parámetros respecto del punto espacial, .. Como colofón, se introduce un problema muy parecido, el conocido como problema de "thermistor" del que existe amplia bibliografía, se presenta un cuadro comparativo con los artículos que estudian aspectos teóricos del problema termoeléctrico acoplado. Vemos que en la mayor parte de los artículos que abordan este tema no se hace hincapié en el término de la entalpía y en general, ésta se toma igual a la temperatura. En el Capítulo 3 demostramos un resultado de existencia para nuestro modelo en un dominio tridimensional. En la parte térmica se considera la existencia de cambio de estado "gradual", de forma que la entalpía no sea multívoca. Existen varios materiales, lo que se traduce en que los parámetros termoeléctricos pueden depender del punto espacial. En la parte electromagnética la principal suposición que hacemos será que la corriente es cuasi-estacionaria. La corriente podrá ser variable en el tiempo (no necesariamente alterna). Pretendemos así investigar un problema más sencillo que el correspondiente al cambio de fase a una temperatura dada, pero analizado en un marco adecuado para su extensión a este último caso. En la parte térmica, el término de la entalpía nos lleva a tener que usar operadores de sustitución para poder tratar la derivada temporal de la entalpía. El Capítulo 4 se centra en el estudio numérico de un modelo axisimétrico para un único electrodo, por lo que se usan las coordenadas cilíndricas. El algoritmo se basa en una semidiscretización en tiempo mediante un esquema implícito y un método de elementos finitos, continuos lineales a trozos en espacio. El Capítulo 5 se dedica a la descripción de un paquete informático programado en Fortran que implementa el agloritmo anterior. Este programa dispone de una interfaz gráfica que permite al usuario modificar una amplia gama de parámetros antes de realizar la simulación numérica. Asimismo, le permite visualizar los resultados obtenidos. Un ejemplo de la simulación del estado evolutivo de un electrodo ELSA es mostrado, bajo condiciones realistas. En la segunda parte de este trabajo analizamos otros proceso físico ligado a la producción de silicio. Se trata del enfriamiento del silicio, una vez que ha salido de la cuba, sobre placas de cobre refrigerado. El Capítulo 1 de esta segunda parte describe el problema físico del enfriamiento del silicio cuando se utiliza una mesa de colada continua. El Capítulo 2 presenta un resultado de existencia para un modelo bidimensional de la placa. Se considera la ecuación del calor con término fuente nula y condiciones de contorno de tipo "convencción-radiación". A diferencia del problema de los electrodos, en este caso, podremos probar un resultado de existencia que contemple el cambio de fase. A pesar de que, en la realidad, el silicio se mueve sobre la mesa de colada, el resultado requiere velocidad nula. La principal dificultad del problema reside en que la transmisión de calor entre el silicio y la placa es imperfecta, siendo desconocida la resistencia de contacto que se establece entre ambos. Aprovechando el hecho de que el calor evacuado por la placa es conocido, se demuestra entonces un resultado de existencia de solución para cada calor experimental dado. En el Capítulo 3 se describe un algoritmo numérico para un modelo bidimensional correspondiente a la sección media de la placa. Un método de punto fijo permite ajustar la resistencia de contacto que devuelve el calor evacuado obtenido experimentalmente. Finalmente, en el Capítulo 4 se muestran los resultados obtenidos utilizando un programa de ordenador que implementa el algoritmo anterior. Los datos utilizados para tal simulación se corresponden en el orden de magnitud con la situación real en planta.

Autor: SIERRA FERNÁNDEZ JOSE LUIS.
Año: 2002.
Universidad: GRANADA.
Centro de lectura: CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN.
Centro de realización: FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN.

Resumen: La investigación propone y valida en el aula una estrategia didáctica basada en la realización de trabajos de investigación por parte de los alumnos, con ayuda de simuladores de fenómenos físicos y bajo la dirección del profesor. Los programs de simulación son desarrollados por el profesor en lenguaje Pascal y en el entorno de Interactive Physics. Las variables estudiadas en el alumnado son diversas (nivel de conocimiento conceptual, procedimental y actitudinal, habilidad para el razonamiento lógico, rendimiento académico..) y diagnósticadas mediante instrumentos, unos extraídos de la bibliografía y otros elaborados específicamente para la investigación. La investigación comprende cuatro fases desarrolladas a lo largo de distintos cursos académicos, en los que se ha aplicado distintos diseños experimentales, participando diferentes muestras de estudiantes que utilizan diversos programas didácticos. El análisis aplicado a los datos recogidos en el aula es tanto cualitativo como cuantitativo. Los resultados obtenidos por los estudiantes que siguen la metodología propuesta son significativamente superioes a los que obtienen los alumnos en las clases tradicionales. Asimismo, se constata que el programa desarrollado por el profesor facilita un aprendizaje más significativo que el programa comercial. Se detectan distintas correlaciones entre las variables estudiadas.

Autor: RITTER RODRÍGUEZ AXEL.
Año: 2002.
Universidad: CORDOBA.
Centro de lectura: INGENIEROS AGRÓNOMOS.
Centro de realización: ETSIAM, CÓRDOBA.

Resumen: Esta tesis trata del estudio de los procesos de flujo y transporte de solutos a través de suelos volcánicos cultivados mediante técnicas de instrumentación y modelos de simulación. La caracterización de dichos suelos proporciona información sobre sus propiedades físicas atípicas y la relevancia de éstas de cara a dichos procesos. Estas características pueden condicionar tanto las predicciones de transporte a través de estos suelos, como las técnicas para la medida y estimación del potencial contaminante a través de los mismos. Se realiza un estudio detallado en campo de una parcela comercial de platanera en el Norte de Tenerife (Canarias) regada con un sistema de aspersión con el objetivo de estudiar y cuantificar el comportamiento hidrológico en la misma, cuantificar el comportamiento hidrológico en la misma, cuantificar la cantidad de nitrógeno perdido por lixiviación y evaluar las prácticas agronómicas. Los modelos de simulación, suficientemente contrastados, constituyen una herramienta potente para el análisis del potencial contaminante del medio agrícola. Se aplica un modelo numérico para la simulación del movimiento del agua en el suelo en el mismo escenario agrícola visto anteriormente, y se comparan diferentes procedimientos de calibración entre los que destaca la optimización inversa, se estudia como mejorar su aplicabilidad, mediante un procedimiento para el análisis de diferentes alternativas experimentales para la obtención de datos destinados a la estimación de parámetros hidrúalicos por optimización inversa. La contrastación de este procedimiento se realiza con datos de flujo de agua a través del suelo durante varios riegos en una columna de suelo volcánico inalterado de grandes dimensiones. Conocidas las propiedades hidráulicas, se estudia la dinámica de transporte en este suelo volcánico. En un experimento de desplazamiento de solutos en el que se aplica a la columna de suelo una solución de un trazador (bromuro), se realiza el seguimiento de la concentración del trazador salino mediante la técnica de TDR y se estiman los parámetros que condicionan el transporte de solutos no-reactivos y no-sorbibles mediante optimización inversa.