Journal articles: 'Mecánica de fluidos - Modelos matemáticos'

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Benalcázar Gómez, Hernán Guillermo, Guillermo Alexis Albuja Proaño, Iván Christian Naula Reina, René Alfonso Carrillo Flores, and Carlos Fabián Izurieta Cabrera. "Modelación y simulación numérica del transporte de petróleo por el Sistema de Oleoducto Transecuatoriano." FIGEMPA: Investigación y Desarrollo 1, no. 1 (June 1, 2017): 22–30. http://dx.doi.org/10.29166/revfig.v1i1.52.

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Abstract:

Las ciencias fácticas establecen procesos y modelos matemáticos que permiten explicar un cumulo de condiciones y situaciones de la realidad; uno de ellos, ha sido implementado mediante la aplicación de recursos tecnológicos, tal es el caso del presente artículo en donde se establece como objetivo de investigación el simular el transporte de crudo por el Sistema de Oleoducto Transecuatoriano (SOTE), aplicando un procedimiento metodológico fundamentado en la elaboración de un modelo matemático, esquema numérico, diseño de algoritmos y desarrollo de programas computacionales, cuya implementación permite como resultado, la obtención de un “simulador de transporte de petróleo en un oleoducto con un fluido isotérmico con dilución, gobernado por un sistema de ecuaciones diferenciales”. Este modelo se basa en los principios de la mecánica de fluidos y la hidráulica de tuberías. La solución presión-velocidad de estas ecuaciones es aproximada con el método de diferencias finitas centrales del cual se obtiene un esquema numérico estable. Así se concluye, que el procedimiento desarrollado contribuye a la generación de escenarios virtuales que permiten simular el transporte de crudos pesados mediante la mezcla con crudos más livianos o diluyentes a través del SOTE, de esta manera se minimiza el riesgo de afectación del Sistema de Oleoducto Transecuatoriano y el impacto ambiental.

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Mendoza Castillo, Javier Roberto, Jenner José Baquero Luna, Esteban Ricardo Baquero Aldaz, and Romel Manolo Insuasti Castelo. "Aplicación de la mecánica de fluidos en la modelación matemática de flujo de SO2 en el Centro Histórico de Riobamba – Ecuador." Ciencia Digital 3, no. 2 (May 12, 2019): 561–81. http://dx.doi.org/10.33262/cienciadigital.v3i2.467.

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Abstract:

La atmósfera en las ciudades de altura como Riobamba (2754 msnm) se comporta de una manera difícil de predecir debido a que la presión, temperatura, dirección del viento e inversiones térmicas son erráticas. Un equipo interdisciplinario formado por matemáticos, un físico, un estadístico y un químico, durante 4 años realizaron sendos estudios para determinar si la concentración de SO2 se relacionaba con las enfermedades respiratorias en la ciudad; el presente artículo forma parte de los mencionados estudios, para lo cual se realizaron monitoreos de SO2 con equipos de laboratorios acreditados en el Ecuador; se sometieron los datos a análisis estadístico, estableciendo modelos matemáticos de suavizado y finalmente se dedujeron las ecuaciones diferenciales que caractericen el flujo de SO2 desde uno de los sitios caóticos de la ciudad por la acumulación de fuentes móviles

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Henríquez, Félix, Joan Quintero, and Edwin De Frias. "Uso de modelos matemáticos para el cálculo de ruido en las principales avenidas de Panamá." Revista de Iniciación Científica 4, no. 2 (April 1, 2019): 49–56. http://dx.doi.org/10.33412/rev-ric.v4.2.2156.

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Abstract:

Este artículo presenta resultados del cálculo de los niveles de emisión sonora provocados por el tráfico rodanteo vehicular en las avenidas principales de la ciudad de Panamá, mediante el uso de modelos logarítmicos matemáticos. Seutilizaron cuatro modelos matemáticos para calcular los niveles de emisión sonora y, posteriormente, se compararon losresultados con los resultados de los estudios realizados por la Facultad de Ingeniería Mecánica de la UTP “Muestreo consonómetros (utilizando sonómetro) y Mapa de Ruido utilizando el modelo matemático SoundPLan versión 6.4”. Los modeloslogarítmicos matemáticos seleccionados fueron en modelos FHWA de Estados Unidos, el modelo de Valdivia de Chile, el NMPBRoutes-96 de Francia y el modelo RLS90 de Alemania. Luego de comparar los resultados de los cuatro modelos logarítmicosmatemáticos, con los resultados de los estudios realizados en UTP, se calculó el porcentaje de error de cada modelologarítmico matemático. Con base en los resultados del porcentaje de error de modelos matemáticos, se validó el uso de tres demodelos matemáticos para el cálculo de ruido para Panamá, los modelos FHWA, Valdivia y RLS90. Por otro lado, para lascondiciones de Panamá, no se recomienda el uso del modelo NMPB Routes-96.

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Arnau Sabatés, Maria José. "Modelos en la enseñanza secundaria: EL BARCO SOLAR." Modelling in Science Education and Learning 1 (June 23, 2008): 45. http://dx.doi.org/10.4995/msel.2008.3133.

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Abstract:

Presentamos un modelo físico para la enseñanza de algunos elementos básicos de mecánica de fluidos en enseñanza secundaria (cuarto curso de E.S.O.). El modelo consiste en una botella de plástico con algunos elementos añadidos que pretenden reproducir a pequeña escala las propiedades de estabilidad y el movimiento de un barco. Una placa solar proporciona la energía para un pequeño motor que mueve el artefacto. Esta práctica fue desarrollada con un grupo de estudiantes y ganó el premio Experimenta 2008 de la Universidad de Valencia (España).

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Lira, Virgínia Mendes Cipriano, José Carlos Pereira, Ricardo Augusto Mendonça Vieira, Douglas Sampaio Henrique, and Fernando de Paula Leonel. "Avaliação de marcadores e modelos matemáticos para o estudo das cinéticas de trânsito e de degradação ruminal em novilhos mantidos em pastagem de capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.)." Revista Brasileira de Zootecnia 35, no. 3 (June 2006): 902–13. http://dx.doi.org/10.1590/s1516-35982006000300037.

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Abstract:

As cinéticas de passagem de partículas e de fluidos foram estudadas em novilhos mantidos em pastagem de capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.). Foram feitas análises de variância em um delineamento em blocos casualizados, discriminando-se os efeitos de estação (seca e chuvosa) e de bloco (animais) compondo as parcelas. As duas primeiras análises foram realizadas com base no efeito de marcador de fase sólida (cromo, itérbio e európio) na primeira e de um modelo matemático na segunda, compondo as subparcelas. Na cinética de fluidos, a análise de variância foi feita com os mesmos efeitos descritos para as parcelas e os modelos matemáticos compondo as subparcelas. Os modelos também foram comparados por meio de análise de resíduos. O modelo multicompartimental foi o que melhor se ajustou aos dados observados e o cromo mordente, o que melhor representou o fluxo das partículas, estimando-se taxas de passagem de 0,0283 e 0,0521 h-1 para os períodos de seca e de chuvas, respectivamente. Os dados da cinética de fluidos foram melhor ajustados pelo modelo exponencial, registrando-se taxas de passagem de 0,1183; 0,0947 e 0,1342 h-1 para os meses de julho, setembro e janeiro, respectivamente. Na cinética de degradação ruminal, as estações (chuvosa e seca) foram dispostas em esquema de parcelas subdivididas, em delineamento de blocos casualizados, de modo que as estações foram distribuídas nas parcelas e as estimativas dos parâmetros obtidas pelo ajuste de diferentes modelos matemáticos nas subparcelas. A matéria seca da forragem apresentou degradabilidade efetiva de 327 e 279 gkg-1 para os períodos chuvoso e seco, com perfil de degradação da MS adequadamente descrito pelo modelo de crescimento assintótico de primeira ordem. Na degradação da fibra, os modelos matemáticos de melhor ajuste foram os de crescimento assintótico de primeira ordem corrigido para o período de latência discreta e seu recíproco. A degradabilidade efetiva da fibra foi de 232 e 199 gkg-1, para os períodos chuvoso e seco, respectivamente.

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Caputo, Diego C., Rodolfo O. Berberi, Nestor A. E. Ferré, Alberto Puricelli, Verónica Fonteriz, Romina Ferreyra, Rodolfo N. Aguirre, Blas E. Calvo, and José Mauro Bruno. "Caracterización del fluido de trabajo para motores de Ciclo Otto a cuatro tiempos y su utilización en el ciclo indicado previsto." Extensionismo, Innovación y Transferencia Tecnológica 2 (June 21, 2015): 80. http://dx.doi.org/10.30972/eitt.20283.

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Abstract:

El presente trabajo se encuentra inserto en el proyecto de investigación denominado “Modelo físico matemático del ciclo previsto para motores de combustión interna” (CIPREV), realizado en conjunto entre el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Tecnológica Nacional FRBA y la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la Marina Mercante. Como ya es sabido el motor alternativo basa su principio de funcionamiento en el aprovechamiento mecánico de la expansión de los gases de combustión dentro del cilindro para transmitir movimiento a los órganos del sistema biela manivela. El presente estudio se propone indagar en la naturaleza y características del fluido de trabajo de la máquina para que sus resultados puedan ser utilizados como datos para el cálculo del ciclo indicado de los motores. El procedimiento experimental se ha basado en la determinación del coeficiente politrópico del proceso de compresión y la determinación de la composición de los gases de combustión durante un ensayo de potencia al freno con obtención del consumo específico.

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Calispa Aguilar, Marcelo Esteban, Ariel Alexander Andrade Jaramillo, and Juan Luis Díaz Castillo. "Simulación del comportamiento aerodinámico de 3 perfiles NACA mediante el uso de dinámica de fluidos computacional (CFD)." Ciencia Digital 4, no. 3 (July 6, 2020): 42–59. http://dx.doi.org/10.33262/cienciadigital.v4i3.1282.

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Abstract:

La simulación de elementos aerodinámicos mediante la dinámica de fluidos computacional (CFD por sus siglas en inglés), en la industria aeronáutica representa un pilar fundamental en el desarrollo de nuevas tecnologías y optimización de modelos ya existentes. El presente estudio tiene por objetivo evaluar el comportamiento de 3 perfiles usualmente usados y definidos por el comité nacional de aeronáutica (NACA) a través de ANSYS y comparar los resultados obtenidos con simulaciones previamente publicadas. Para obtener esta información, se creó modelos con volúmenes de control para cada perfil, usando modelos CAD en base a las especificaciones NACA, además, fue necesario definir las condiciones de frontera dentro de la simulación de volúmenes finitos. El estudio permite definir y observar cual es el contorno de presión, además, contorno de velocidad, líneas de flujo y numero Mach que son parámetros característicos de cada perfil, con sus ventajas y desventajas. Las simulaciones resultantes sugieren un mejor desempeño general del perfil 63002 (5 dígitos) comparado con los perfiles 4415 y 0012 (4 dígitos), confirmando lo establecido en la bibliografía. Adicionalmente, el estudio permitirá un mejor aprendizaje de aerodinámica (mecánica de fluidos) que, hasta donde los autores han investigado, ha sido poco utilizado en el medio académico ecuatoriano.

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Pereira, José Carlos, Marinaldo Divino Ribeiro, Ricardo Augusto Mendonça Vieira, and Bevaldo Martins Pacheco. "Avaliação de modelos matemáticos para o estudo da cinética de passagem de partículas e de fluidos por bovinos em pastagem recebendo suplementos contendo diferentes níveis de proteína não-degradável no rúmen." Revista Brasileira de Zootecnia 34, no. 6 suppl (December 2005): 2475–85. http://dx.doi.org/10.1590/s1516-35982005000700036.

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Abstract:

Estudaram-se os comportamentos dos parâmetros da cinética de passagem de partículas e de fluidos em bovinos mantidos em pastagem de Brachiaria brizantha, em duas épocas (época 1 = meses de maio, junho e julho/2000; e época 2 = meses de março, abril e maio/2001), recebendo suplementos contendo diferentes níveis de proteína não-degradável no rúmen (PNDR). Na época 1 os animais foram alimentados com suplementos contendo 20, 40 e 60% de PNDR, feno de Brachiaria brizantha e mistura mineral ad libitum, enquanto na época 2, foram distribuídos nos tratamentos: T0 = pastagem de capim-braquiária + mistura mineral ad libitum; T40 = pastagem + suplemento com 40% de PNDR; e T60 = pastagem + suplemento com 60% de PNDR. Na estimativa da taxa de passagem de partículas pelo rúmen, utilizou-se como indicador o Cr-mordente, enquanto a cinética de passagem de fluidos foi estimada com Co-EDTA, durante três períodos, de agosto a setembro/2001, utilizando-se os mesmos animais e tratamentos da época 2. As estimativas dos parâmetros da cinética de passagem de partículas foram determinadas a partir do ajuste dos dados aos modelos bicompartimentais (G1G1, G2G1, G3G1, G4G1, G5G1 e G6G1), enquanto, para a cinética de passagem de fluidos, foi utilizado o modelo G1G1. Os critérios de escolha do melhor modelo foram a freqüência observada dos valores mínimos para o quadrado médio residual, obtido com os ajustes dos diferentes modelos e o número de corridas de sinal dos resíduos padronizados. Os modelos G2G1 e G3G1 mostraram-se mais eficientes na determinação das estimativas dos parâmetros de cinética de passagem de partículas, nas épocas 1 e 2, respectivamente. As estimativas do tempo médio de retenção ruminal de partículas e de fluidos não foram influenciadas pelos diferentes níveis de PNDR do suplemento.

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Naula, Iván. "Modelo de contaminación del aire." Enfoque UTE 1, no. 1 (December 31, 2010): 62–73. http://dx.doi.org/10.29019/enfoqueute.v1n1.17.

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Abstract:

El presente documento estudia un modelo matemático de contaminación del aire, este modelo se basa en una ecuación en derivadas parciales de tipo parabólico lineal llamada ecuación de convección difusión. En la primera parte se trata el tema de contaminación del aire, su importancia, causas, consecuencias y por qué es necesario formular modelos matemáticos, luego se realiza un estudio de los principales resultados de la mecánica de medios continuos aplicados a la contaminación del aire, y se propone un modelo matemático.

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Hernández Ramírez, Gabriel, Aristides Legra Lobaina, Liliana Rojas Hidalgo, Beatriz Ramírez Serrano, and Armin Mariño Pérez. "Modelos matemáticos de parámetros reológicos y su influencia en el sistema de bombeo de fluidos no newtonianos." Revista Colombiana de Química 47, no. 3 (September 1, 2018): 52–60. http://dx.doi.org/10.15446/rev.colomb.quim.v47n3.70248.

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Abstract:

En la presente investigación se realizó un estudio de la influencia de los parámetros reológicos de las hidromezclas lateríticas con los parámetros energéticos de los sistemas de bombeo que garantizan la productividad en la obtención de sulfuro de níquel. A partir de estudios experimentales como técnicas de difracción de rayos-X, fluorescencia de rayos-X y análisis de tamaño de partículas se modelaron los comportamientos de la viscosidad aparente, el esfuerzo cortante inicial, el índice de consistencia másica y el índice de flujo. Lo anterior, en función de los siguientes factores: temperatura, contenido de sólidos, composición química y granulométrica. Los resultados evidenciaron que las suspensiones lateríticas se comportan como flujos no newtonianos con plasticidad, debido a su carácter de materiales polidispersos, con un predominio de granulometría fina (partículas menores de 0,045 mm). Esto explica sus comportamientos reológicos, ajustables al modelo de Bulkley – Herschel a valores de temperatura de 28 a 90 °C y concentración de sólidos de 37 a 48% (p/p). Se concluye que el uso de un modelo matemático que relaciona los parámetros reológicos de la pulpa laterítica y los parámetros energéticos del sistema de bombeo contribuye con la eficiencia energética de la alimentación de la pulpa requerida en el proceso de lixiviación ácida.

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García Peláez, Javier, and Isabel Ainhoa Nieto Sevilla. "Estela térmica en narco-semi-sumergibles y otros efectos vórtice." Revista Científica General José María Córdova 11, no. 11 (January 30, 2013): 141. http://dx.doi.org/10.21830/19006586.208.

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Abstract:

Una década y media de estudios experimentales y teóricos sobre la dinámica y las interacciones de las estructuras de vórtices en fluidos estratificados han sido desarrollados por Sergey I. Voropayev (PhD) y otros colaboradores, con el fin de proporcionar un conjunto consistente y publicable de modelos matemáticos y numéricos sobre las interacciones de las estructuras vórtice, las cuales tienen gran interés civil y militar. Para el diseño de submarinos, esta iniciativa proporciona un marco racional para el diseño de su furtividad en contra de los torpedos tipo wake-homing. Para las fuerzas fronterizas o guarda-costas, ofrece algunas preguntas clave relativas a cómo desarrollar la búsqueda de estelas térmicas semisumergibles, la cual podría mejorarse si se detallan ciertas nociones físicas.

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De Melo, Klismeryane Costa, Tereza Neuma De Castro Dantas, and Eduardo Lins De Barros Neto. "INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA REOLOGIA DE FLUIDOS DE PERFURAÇÃO PREPARADOS COM CARBOXIMETILCELULOSE, GOMA XANTANA E BENTONITA." HOLOS 5 (October 28, 2013): 3. http://dx.doi.org/10.15628/holos.2013.1631.

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Abstract:

O comportamento reológico dos fluidos de perfuração pode sofrer alterações ao longo da perfuração em função do gradiente de temperatura do poço. A degradação térmica sofrida por alguns aditivos utilizados como viscosificantes restringe a utilização da classe dependendo da temperatura a qual será exposto. Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento reológico da Goma Xantana (GX), da Carboximetilcelulose (CMC) e da Bentonita (BNT) em função da temperatura. Os Modelos matemáticos de Ostwald de Waale e o de Herschel-Bulkley foram aplicados para determinar os parâmetros reológicos. O efeito da hidratação dos polímeros e da argila na reologia de soluções aquosas foram previamente estudados. A caracterização reológica foi realizada através de ensaios de reologia, utilizando sistema de cilindros coaxiais, para obtenção das curvas de fluxo. A reologia foi avaliada em função da temperatura para cada um dos aditivos utilizados. Os resultados mostraram que a CMC se solubiliza rapidamente em água, porém apresenta maior degradação quando exposta a temperatura mais elevada. A GX se mostrou apta para ser utilizada em formulações de fluidos que serão usados em poços com gradiente de temperatura mais elevados. A bentonita não apresentou alterações no comportamento reológico em função do gradiente de temperatura estudado.

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Marín Velásquez, Tomás Darío. "Modelo matemático para la predicción de la viscosidad de crudos pesados muertos producidos en el Estado Monagas, Venezuela." Enfoque UTE 8, no. 3 (June 30, 2017): 16–27. http://dx.doi.org/10.29019/enfoqueute.v8n3.164.

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Abstract:

La viscosidad es la propiedad de los fluidos de oponerse al movimiento cuando es aplicado sobre ellos un esfuerzo de corte para transportarlos de un punto a otro. El petróleo pesado presenta una alta viscosidad mayor a 1000 cP, lo que hace que sea difícil de transportarlo. En el presente trabajo se muestra un modelo matemático para la predicción de la viscosidad de petróleos pesados muertos producidos en los campos del Estado Monagas, Venezuela. Para el desarrollo del trabajo se recolectaron 25 muestras de petróleo, a las que se les midió la viscosidad a 5 temperaturas, además de la gravedad API y el porcentaje de asfaltenos. Los datos fueron introducidos en el paquete estadístico Statgraphics Centurion XVI y mediante análisis de regresión múltiple se obtuvieron dos modelos matemáticos, 1) lineal múltiple y 2) no lineal múltiple; seccionándose el mejor modelo según su coeficiente de determinación R2 y el error relativo medio (ERM). El modelo seleccionado se comparó con los modelos de Glaso, Bennison y Naseri. Se obtuvo como mejor modelo el no lineal múltiple con R2 de 0,9792 y ERM de 5,05%, superando los modelos de Glaso (35,5% ERM), Bennison (107,5% ERM) y Naseri (61,7% ERM).

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Ramos, Alfonso, Mario German Trujillo Vela, and Jaime Izquierdo. "Modelación matemática para flujos de material desagregado." Ingeniería y Región 9 (December 30, 2012): 63–73. http://dx.doi.org/10.25054/22161325.776.

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Abstract:

Como una forma alternativa a los métodos convencionales para realizar análisis de estabilidad de taludes, este artículo presenta una revisión bibliográfica de algunos procedimientos para modelar los flujos de material desagregado que parten desde la mecánica de medios continuos (perspectiva Euleriana), conservación de masa y momentum, de las que se selecciona la metodología propuesta por Iverson & Denlinger en el 2001. Esta metodología supone el comportamiento de una mezcla de fluido Newtoniano y sólido cuya interacción friccional es representada por la ley Coulomb. La ecuación de momentum es simplificada de tal forma que permiten generar una solución analítica, a la cual se le realizó un análisis de sensibilidad de acuerdo a cada uno de los parámetros de entrada. Los resultados del análisis de sensibilidad muestran que los parámetros que más influyen en el modelo son el ángulo de talud, el ángulo de fricción del lecho y la fracción de presión de poros, ya que determinan la estabilidad del talud. En caso de que el talud se desplace las variables que más influyen son la viscosidad dinámica y el espesor de flujo. El modelo simplificado se puede utilizar para el cálculo por etapas de la velocidad y el desplazamiento del centro de masa, por lo que sirve como insumo para evaluar la vulnerabilidad de infraestructura afectada por flujos de material desagregado.

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Soto Barrionuevo, Andrés. "Análisis de estrategias bioclimáticas aplicadas a edificaciones nZEB." Revista Doctorado UMH 4, no. 2 (April 2, 2019): 4. http://dx.doi.org/10.21134/doctumh.v4i2.1642.

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Abstract:

La reducción del consumo energético en las edificaciones, por la dependencia de fuentes primarias y energía eléctrica en la explotación de sus actividades, es un reto al que se enfrentan los países de la UE en su compromiso de disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. En esta revisión del estado del arte, se analizarán diferentes estrategias bioclimáticas, que establecerán las bases de investigación para el desarrollo de modelos y soluciones eficientes en instalaciones de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC) que sirvan de premisa para los proyectistas en el diseño de edificios de consumo energético casi nulo (nZEB). Podrán ser válidas de igual modo en edificaciones existentes, aunque su aplicación estará más condicionada. De naturaleza diversa, viviendas, oficinas, comercial, industrial, etc., los procesos climáticos se ven condicionados por ciertos factores como la tipología constructiva, materiales, localización, ocupación y condiciones meteorológicas externas. El análisis de la efectividad de estos sistemas y su comportamiento, requieren de un cálculo complejo que podrá ser resuelto por herramientas de mecánica de fluidos computacional (CFD).

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Costa, Patricia Sheilla, Felipe Arturo Reyes-Valdés, Rocio Saldaña-Garcés, David Salvador González-González, and Erick Rafael Delgado-Albavera. "Optimización de los Parámetros de Soldadura por Arco Sumergido en Acero HSLA: una Aplicación para Manufactura de Tuberías de Conducción de Hidrocarburos." Soldagem & Inspeção 20, no. 4 (December 2015): 456–66. http://dx.doi.org/10.1590/0104-9224/si2004.12.

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Abstract:

Resumen El acero HSLA (High Strength Low Alloy) API 5L X70 es utilizado para fabricación de tuberías para transporte de hidrocarburos. La construcción de tuberías de este material involucra alta cantidad de soldadura, donde los parámetros empleados influyen directamente en las estructuras metalúrgicas y en las propiedades mecánicas del mismo cuando soldado. Así, para estudiar el impacto de los parámetros de soldadura por arco sumergido en la resistencia mecánica y dureza de la Zona Afectada por el Calor (ZAC), fue llevado a cabo un diseño central compuesto que totalizó 17 pruebas. Las variables de entrada fueron corriente, voltaje y velocidad de avance; como variables de salida se consideró resistencia a la tensión y dureza Vickers de la ZAC. Para tal estudio fue utilizado el proceso de soldadura por arco sumergido, pruebas de tensión y pruebas de dureza Vickers. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta para el modelado y la optimización fue realizada utilizando algoritmos genéticos y la gráfica de frente de Pareto. Fueron obtenidas 16 combinaciones de parámetros con la optimización, de las cuales fue escogida una para validar los modelos. Con los resultados fue posible establecer modelos matemáticos empíricos satisfactorios para las variables de respuesta.

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Maldonado Osorio, Luis Fernando. "Extrapolación de situaciones de la vida real a modelos matemáticos descritos mediante derivadas parciales e integrales dobles." Pre-Impresos Estudiantes, no. 14 (May 1, 2019): 43. http://dx.doi.org/10.17227/preimpresos.2018.num14.9911.

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Abstract:

Este trabajo invita al lector a extrapolar situaciones de la vida real a modelos matemáticos, descritos mediante derivadas parciales e integrales dobles para comprender la esencia del cálculo multivariado. Asimismo sirve como una herramienta que impulsa al analisis de innumerables situaciones y su posterior modelamiento matemático. Los ejercicios propuestos sobre situaciones cotidianas utilizan procesos metodológicos que incluyen los contextos situacionales en los que las personas exploran, experimentan y aprenden a diario. Se proponen cinco ejercicios que se desarrollan paso a paso, utilizando gráficas, expresiones literales y numéricas. La primera situación tiene como propósito determinar el volumen máximo que puede tener una caja de cartón, conociendo solo la dimensión de la lámina y el bosquejo de la caja, para hacer la transición de área a volumen se utiliza una ecuación matemática basada en las partes de la caja. En la segunda y tercera situación, se busca hallar el área de una superficie plana de una pieza mecánica, teniendo en cuenta diferentes conceptos con el fin de construir un sistema excéntrico y un molde para la inyección de plástico. En la cuarta situación, se determina el volumen de un helado que saborea una persona en un instante de tiempo. En el quinto ejercicio situacional, que se desarrolla en el contexto de la industria radiológica, se cálcula la masa de una lámina de densidad no homogénea, para garantizar un excelente blindaje a los rayos ultravioleta y rayos gama. Por ultimo, se presenta un compendio de conceptos necesarios para la comprensión de cada situación-problema.

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Vargas, Marina, and Marco André Argenta. "Uma representação do fluxo sanguíneo pulsátil em artérias ou veias usando lattice Boltzmann." Revista Brasileira de Ensino de Física 37, no. 4 (December 2015): 4304–1. http://dx.doi.org/10.1590/s1806-11173741959.

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Abstract:

O método lattice Boltzmann (LBM) foi proposto na década de 1980, fundamentado num modelo de lattice gas com a discretização da equação de transporte de Boltzmann. Esse método tem sido utilizado para retratar o fluxo sanguíneo pela possibilidade de simular computacionalmente a dinâmica de fluidos regida pelas equações de Navier-Stokes, conseguindo representar desde geometrias complexas até fluxos turbulentos e multifásicos. Com a necessidade de criar bons modelos físicos e matemáticos para representar o sistema cardiovascular humano (HCVS) é preciso utilizar teorias que analisem as leis físicas que regem o fluxo sanguíneo através de veias ou artérias do corpo humano. O objetivo deste trabalho é apresentar todo o processo de construção de um modelo idealizado para representar o fluxo sanguíneo em artérias, considerando um fluído newtoniano, viscoso, em regime laminar e pulsátil. A pulsação é definida conforme disposto por Womersley em seu artigo publicado em 1955 e posteriormente reproduzido com a utilização de diversos métodos numéricos por outros autores. Uma aplicação representativa de um trecho da artéria femoral ilustra o procedimento e os resultados são comparados com a literatura médica. Julgou-se que o modelo proposto para o fluxo pulsátil de um escoamento sanguíneo idealizado gerou resultados satisfatórios sob o ponto de vista qualitativo.

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Montilla, G., M. A. Toscano, R. Sánchez, A. Shmueli, M. Stanko, and M. Asuaje. "Simulación del efecto de ataguías sumergidas sobre la futura operación de las turbinas Kaplan de la Central Hidroeléctrica Tocoma (Venezuela)." Ingeniería del agua 15, no. 3 (September 30, 2008): 175. http://dx.doi.org/10.4995/ia.2008.2934.

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Abstract:

La Central Hidroeléctrica de Tocoma, actualmente en construcción, está localizada en la zona sur oriental de Venezuela en el Estado Bolívar sobre las aguas del Río Caroní. Tocoma será equipada con 10 turbinas Kaplan, con potencia instalada de 2.160 MW y un Aliviadero con una capacidad de 28.750 m3/s, y junto con las presas de Macagua, Caruachi y Guri conformarán del Desarrollo Hidroeléctrico del Bajo Caroní. El bjetivo de esta investigación es evaluar los efectos hidrodinámicos de las Ataguías “A” y “B” sumergidas sobre la operación de las turbinas Kaplan de la Central Hidroeléctrica Tocoma utilizando la modelación hibrida Matemática – Física. La presencia de estas Ataguías sumergidas puede dar origen a comportamientos hidrodinámicos tridimensionales pudiendo causar pérdidas adicionales de energía y mal funcionamiento de las turbinas. Se desarrollaron 2 modelos matemáticos monofásicos utilizando la técnica de la Dinámica Computacional de los Fluidos (CFD) aplicando el código comercial ANSYS-CFX 10. El primer modelo matemático representó el embalse d la Central Hidroeléctrica y fue calibrado cualitativa y cuantitativamente con un modelo físico a escala 1:80 gobernado bajo la ley de similitud de Froude. Este modelaje hibrido determinó los patrones de flujo hidrodinámicos de aproximación a las tomas de las turbinas Kaplan, los cuales evidencian una asimetría en la distribución de velocidades en las tomas cercanas a la Ataguía B. El segundo modelo matemático representó la toma y la turbina Kaplan considerando la asimetría de velocidades reportadas por el primer modelo matemático. Los resultados reportaron que la asimetría de velocidades no ocasiona ninguna irregularidad en la distribución de velocidades y presiones en los dominios estudiados en comparación con el caso de aproximación uniforme. Esto puede ser un indicativo de que la condición hidrodinámica no uniforme en la entrada de las tomas de las turbinas Kaplan de Tocoma no afecta el funcionamiento normal de la unidad turbogeneradora.

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Flórez-Escobar, Whady Felipe. "Colocación con funciones de base radial para la solución de modelos matemáticos en fenoménos de transporte." Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, June 29, 2021. http://dx.doi.org/10.18257/raccefyn.1370.

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Abstract:

En este trabajo se presentan los principales métodos con funciones de base radial, para la solución de modelos matemáticos en fenómenos de transporte, basados en ecuaciones diferenciales parciales. Como casos de aplicación, se presentan algunos ejemplos de la solución de problemas acoplados de dinámica de fluidos, para ilustrar la potencia, generalidad y simplicidad de estas técnicas.

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Flores Rentería, Miguel Ángel, Martín Ortiz Domínguez, Arturo Cruz Avilés, and Francisco López Sánchez. "La mecánica del hueso. Una revisión de los modelos de remodelación óseo." Ingenio y Conciencia Boletín Científico de la Escuela Superior Ciudad Sahagún 5, no. 9 (January 5, 2018). http://dx.doi.org/10.29057/ess.v5i9.2902.

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Abstract:

El hueso, al igual que las demás estructuras biológicas se adaptan continuamente a su entorno físico, se ha aceptado ampliamente que el tejido óseo responde a la estimulación mecánica, se reabsorbe en regiones expuestas a estímulos mecánicos de baja intensidad, mientras que se renueva donde estos son altos. Se cree que el proceso de adaptación permite al hueso realizar sus funciones mecánicas con un mínimo de masa. A partir de esta idea muchos modelos teóricos para la remodelación ósea utilizan este concepto como parte de la estrategia para simular la adaptación estructural ósea. Lo que implican la existencia de un estado de equilibrio donde la estructura ósea se adapta al medio ambiente. Esto ha dado origen al desarrollo de modelos computacionales que, por una parte, suponen una estructura trabecular isotrópica, cuyos resultados muestran las similitudes en la distribución de densidad del hueso in vivo, aun así se considera que no es posible obtener una solución convergente, por otra parte se han desarrollado modelos considerando la naturaleza anisotrópica del hueso trabecular en el nivel continuo haciendo uso de los principios de optimización; Sin embargo, a pesar de las similitudes con el comportamiento real, los modelos, representan simplemente una abstracción matemática de la arquitectura trabecular. El objetivo de este trabajo es mostrar los modelos de adaptación ósea que emplean una a proximación matemáticos para caracterizar las propiedades mecánicas de la estructura del hueso.

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Carrillo Pabón, Yeyner Alveiro, Frank Wiliam Blanco Ojeda, José Ricardo Bermúdez Santaella, and Carlos Eduardo Castilla Álvarez. "MODELADO Y SIMULACIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE VELOCIDAD DE UN DINAMÓMETRO HIDRÁULICO." REVISTA COLOMBIANA DE TECNOLOGIAS DE AVANZADA (RCTA) 1, no. 33 (April 8, 2019). http://dx.doi.org/10.24054/16927257.v33.n33.2019.3428.

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Abstract:

En este artículo se presenta la construcción y validación de un modelo matemático que describe el comportamiento dinámico de un dinamómetro hidráulico. Analizando el fluido de trabajo el modelo, tiene en consideración tres efectos encargados de absorber la energía del motor y transmitirla al estator del dinamómetro hidráulico. Estos efectos son la cantidad de movimiento, la fricción por turbulencia y la fricción por acciones viscosas. Con la finalidad de refinar el modelo matemático fueron modeladas las pérdidas de energía causadas por los accesorios del dinamómetro hidráulico como los sellos mecánicos y los rodamientos. El modelo matemático fue construido en el ambiente MatLab-Simulink. El comportamiento del dinamómetro fue validado por medio de una comparación con datos experimentales, observando que el error entre la curva simulada y los valores experimentales no fueron superiores al 3 %, obteniéndose así una herramienta validada para el estudio de proyectos de este tipo de dinamómetros.

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Miranda, Eduardo, Daniel Sempértegui-Tapia, and Cristian Chávez. "ESTUDIO COMPARATIVO SOBRE MODELOS DE TURBULENCIA EN FLUJO DE REFRIGERANTES CON BAJO GWP EN EL INTERIOR DE MICROCANALES." INVESTIGACION & DESARROLLO 21, no. 1 (July 31, 2021). http://dx.doi.org/10.23881/idupbo.021.1-6i.

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Abstract:

Este artículo se trata de una evaluación de modelos de turbulencia para la predicción de la pérdida de presión y el coeficiente de transferencia de calor durante el flujo de refrigerantes con bajo GWP en el interior de microcanales. En este estudio, características de mecánica de fluidos y transferencia de calor se simulan incorporando condiciones de flujo turbulento en un microcanal circular de 1.1 mm de diámetro. Los modelos de turbulencia con las formulaciones k - ε y k - ω son evaluados para números de Reynolds hasta 10000 y son implementados computacionalmente en el software OpenFoam. Los perfiles de velocidad, factores de fricción y números de Nusselt son calculados y analizados en función de variables paramétricas. Los resultados numéricos son validados con métodos de predicción analíticos y con datos experimentales medidos en trabajos previos para flujos de R134a, R1234fy, R1234ze(E) y R600a. La variación de la caída de presión y coeficiente de transferencia de calor convectivo son analizados de acuerdo al efecto al tipo de fluido y al modelo de turbulencia empleado. Los resultados indican que los modelos describen cualitativamente el comportamiento del flujo y la transferencia de calor en condiciones de turbulencia. Cuantitativamente, los modelos Low-Re k -ε, k - ω estándar y k - ω SST presentan mejores predicciones para las variables de interés. Por otro lado, el modelo Low-Re k - ε presenta el menor error medio absoluto.

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Benner, Peter, Pablo Ezzatti, Hermann Mena, Enrique S. Quintana–Ortí, and Alfredo Remón. "HPC en simulación y control a gran escala." ELEMENTOS 3, no. 3 (September 4, 2013). http://dx.doi.org/10.15765/e.v3i3.412.

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Abstract:

La simulación y control de fenómenos que aparecen en microelectrónica, micro-mecánica, electromagnetismo, dinámica de ﬂuidos y en general en muchos procesos industriales, constituye un problema difícil de resolver, debido principalmente al elevado costo computacional de los algoritmos para este propósito. Gran parte de los modelos matemáticos que describen estos fenómenos poseen dimensión grande; por ejemplo, la modelización de microprocesadores desemboca en un sistema dinámico a gran escala que no puede ser resuelto con métodos numéricos tradicionales. En su defecto, son necesarias e incluso obligatorias varias técnicas computacionales de alto desempeño (high performance computing, HPC) para enfrentar este tipo de problemas. En el presente artículo revisamos herramientas de HPC que permiten simular y controlar problemas a gran escala. Concretamente, nos centramos en técnicas para la reducción de modelos vía truncamiento balanceado y la resolución de problemas de control lineal cuadrático, que pueden ser implementadas eﬁcientemente en plataformas multi-núcleo con memoria compartida que, además, utilizan uno o más procesadores gráﬁcos (GPUs).

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