Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCNot a member yet
290727 research outputs found
Sort by
Disseny assistit per intel·ligència artificial per a la fabricació additiva d’una gamma de penjadors de paret
No full textEl present Treball de Fi de Grau estudia l’aplicació de la intel·ligència artificial generativa (IAGen) com a eina de suport al disseny de productes destinats a la fabricació additiva. L’objectiu principal del treball és analitzar la viabilitat d’una metodologia de disseny assistit per IA per a generar peces funcionals personalitzables, a partir de llenguatge natural com a interfície entre el dissenyador i l’eina de disseny. La metodologia proposada es basa en un procés iteratiu que combina la definició de prompts textuals i imatges de referència amb la generació de codi paramètric amb ChatGPT per a OpenSCAD, la seva validació geomètrica i el posterior anàlisi estructural mitjançant ANSYS. Finalment, s’avalua la fabricabilitat de les peces mitjançant impressió 3D amb tecnologia FFF (Fabricació per Filament Fos). S’han desenvolupat diversos models de penjadors de paret amb diversos nivells de complexitat geomètrica i exigència mecànica per tal d’avaluar l’abast i les limitacions de la metodologia. Els resultats obtinguts mostren que la intel·ligència artificial generativa pot ser una eina eficaç en les fases de disseny, permetent generar ràpidament geometries paramètriques adaptables a diferents requisits. En els models amb exigències mecàniques baixes o moderades, les peces generades compleixen els requisits funcionals i estructurals després un nombre raonable d’iteracions. En canvi, les peces sotmeses a càrregues elevades o amb geometries complexes, han requerit un major nombre d’iteracions, i s’han identificat limitacions en la fabricació mitjançant impressores FFF convencionals. Com a conclusió, el treball demostra que la metodologia de disseny assistit per intel·ligència artificial és viable com a eina de suport al dissenyador, però no substitueix el criteri d’enginyeria ni la necessitat de validació estructural. La integració de la IA en el procés de disseny permet agilitzar la generació de peces i facilitar la personalització, sempre que s’utilitzi de manera crítica
Comparativa de tres modelos CFD en la hidrodinámica de captaciones de fondo con tamices Coanda
No full textEste trabajo evalúa la capacidad de tres modelos de dinámica de fluidos computacional (computational fluid dynamics, CFD) para
resolver el flujo sobre un tamiz Coanda de captación de fondo con agua clara. Se realiza una primera aproximación con dos
enfoques Eulerianos (FLOW-3D® y Ansys CFX) y uno Lagrangiano (DualSPHysics), comparando sus resultados con mediciones
de laboratorio. Para caudales específicos altos (q ≈ 72 L/s/m) los tres modelos reprodujeron la evolución hidráulica con errores
reducidos en espesor de la lámina sobre el tamiz. A caudales medios-bajos (q ≈ 45 L/s/m) FLOW-3D® reproduce con mayor
similitud las observaciones experimentales, mientras que los resultados en los otros dos programas muestran mayores diferencias.
Finalmente, se discuten las fortalezas y limitaciones de cada enfoque (tratamiento aire-agua, discretización de ranuras y condiciones
de contorno) y se proponen futuras mejoras.This work assesses the capability of three computational fluid dynamics (CFD) models to simulate the flow over a Coanda-effect
bottom intake screen under clear-water conditions. A first comparative assessment is carried out with two Eulerian approaches
(FLOW-3D® and Ansys CFX) and one Lagrangian approach (DualSPHysics), benchmarking their results against laboratory
measurements. For high unit discharges (q ≈ 72 L/s/m), the three models reproduced the hydraulic evolution with small errors in the
free-surface thickness over the screen. At moderate–low discharges (q ≈ 45 L/s/m), FLOW-3D® reproduces better the experimental
measurements, while discrepancies with laboratory increase in the other two codes. Finally, the strengths and limitations of each
approach (air
HP2C-DT: High-precision high-performance computer-enabled digital twin
No full textDigital twins are transforming the way we monitor, analyze, and control physical systems, but designing architectures that balance real-time responsiveness with heavy computational demands remains a challenge. Cloud-based solutions often struggle with latency and resource constraints, while edge-based approaches lack the processing power for complex simulations and data-driven optimizations. To address this problem, we propose the High-Precision High-Performance Computer-enabled Digital Twin (HP2C-DT) reference architecture, which integrates High-Performance Computing (HPC) into the computing continuum. Unlike traditional setups that use HPC only for offline simulations, HP2C-DT makes it an active part of digital twin workflows, dynamically assigning tasks to edge, cloud, or HPC resources based on urgency and computational needs. Furthermore, to bridge the gap between theory and practice, we introduce the HP2C-DT framework, a working implementation that uses COMPSs for seamless workload distribution across diverse infrastructures. We test it in a power grid use case, showing how it reduces communication bandwidth by an order of magnitude through edge-side data aggregation, improves response times by up to 2x via dynamic offloading, and maintains near-ideal strong scaling for compute-intensive workflows across a practical range of resources. These results demonstrate how an HPC-driven approach can push digital twins beyond their current limitations, making them smarter, faster, and more capable of handling real-world complexity.This work has been supported by the HP2C-DT TED2021-130351BC22, HP2C-DT TED2021-130351B-C21 and PID2023-147979NB-C21 projects, funded by the MCIN/AEI/10.13039/501100011033 and by the European Union NextGenerationEU/ PRTR, and by the Departament de Recerca i Universitats de la Generalitat de Catalunya, research group MPiEDist (2021 SGR 00412). Furthermore, Eduardo Iraola acknowledges his AI4S fellowship within the “Generación D” initiative by Red.es, Ministerio para la Transformación Digital y de la Función Pública, for talent attraction (C005/24-ED CV1), funded by NextGenerationEU through PRTR. The work of Eduardo Prieto-Araujo was supported by the Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR) through the ICREA Acadèmia programme, and by the Departament de Recerca i Universitats of the Generalitat de Catalunya.Peer ReviewedPostprint (author's final draft
RV.S6.DR.V9 Perspectiva y renderizado
No full textVídeos docents de l'assignatura Representació Arquitectònica II (REVIT) impartida per Isidro Navarro, PDI de l'ETSA
RV.S2.DR.V3 Edificio desde 3D
No full textVídeos docents de l'assignatura Representació Arquitectònica II (REVIT) impartida per Isidro Navarro, PDI de l'ETSA
RV.S8.DR.V3 Sección fugada
No full textVídeos docents de l'assignatura Representació Arquitectònica II (REVIT) impartida per Isidro Navarro, PDI de l'ETSA
Search of a diagnostic biomarker of neuropathic pain after spinal cord injury: a pilot study
No full textNeuropathic pain (NP) is a frequent and debilitating condition with a prevalence of 53% in individuals with spinal cord injury (SCI). Its assessment is mainly based on subjective reports, which limits the objective characterization and complicates decision-making of doctors when diagnosing the condition and planning an adequate therapy. In this context, the identification of neurophysiological biomarkers could not only support diagnosis, but also improve the understanding of altered pain mechanisms and in the future, us them on predictive models that forecast patients’ response to treatments. This master’s thesis presents a pilot study aimed at exploring cortical biomarkers of NP after SCI using electroencephalography (EEG) and Contact Heat Evoked Potentials (CHEPs). EEG data were acquired from three groups: patients with SCI and neuropathic pain (ML), patients with SCI without neuropathic pain (WOP), and healthy controls (HC). An experimental protocol based on phasic thermal stimulation was designed, and cortical responses were analyzed in the time domain (event-related potentials and habituation) and in the frequency domain (oscillatory activity). Results from the healthy control group validated the proposed protocol, showing clear evoked responses and habituation patterns consistent with previous literature. In contrast, well-defined event-related potentials were not consistently observed in the SCI groups, likely attributable to neuroplastic changes and altered conduction pathways associated with the injury. Nevertheless, the proposed analysis on frequency-domain, revealed cortical oscillatory changes, particularly on the theta band, even the absence of a clear temporal response. Notably, a delayed increase in theta-band power was observed in a subset of subjects with neuropathic pain, suggesting altered and less synchronized cortical processing of nociceptive stimuli. Although limited by sample size and group heterogeneity, this pilot study highlights the potential of oscillatory EEG measures as objective biomarkers of neuropathic pain after SCI. The findings support the need for protocol adaptations tailored to this population and provide a foundation for future studies aiming to develop objective diagnostic tools for neuropathic pain
Museo del Diseño de Barcelona, epicentro creativo del diseño de Catalunya y España
No full text9 - Indústria, Innovació i InfraestructuraPostprint (published version
Substitució parcial i total d'una torre de refredament per una refredadora industrial
No full textAquest treball analitza la viabilitat tècnica, energètica, econòmica i ambiental de la substitució parcial i total d’una torre de refredament industrial per una refredadora d’aigua en una planta industrial situada a la regió metropolitana de Barcelona. L’objectiu principal és garantir el subministrament d’aigua de refredament a la temperatura requerida en tot moment, reduint la dependència de les condicions climàtiques, especialment de la temperatura de bulb humit. En primer lloc, es realitza una revisió del funcionament i les limitacions de les torres de refredament, així com de les principals alternatives tecnològiques existents. A continuació, es desenvolupa un model detallat de la torre de refredament mitjançant el programari DWSIM, utilitzant el model FOSSEE i ajustant diferents paràmetres a partir del mètode de Nelder-Mead amb dades reals d’operació i dades meteorològiques horàries. El model validat permet identificar els períodes en què la torre no és capaç de satisfer la demanda tèrmica del procés. Sobre aquesta base, es dissenyen i simulen dos escenaris alternatius: una substitució parcial, en què la refredadora complementa la torre en condicions desfavorables, i una substitució total, en què la refredadora assumeix completament el refredament del procés. Per a cada escenari es dimensionen els cicles frigorífics utilitzant el refrigerant R1234ze, es calcula la potència frigorífica necessària i s’estima el consum energètic anual mitjançant el paràmetre d’eficiència estacional SEER. Finalment, es duu a terme una comparació energètica, econòmica i ambiental entre els diferents escenaris, incloent el consum d’aigua, el cost per metre cúbic d’aigua refredada i les emissions de CO2 associades al consum elèctric, seguint la metodologia del GHG Protocol. Els resultats permeten valorar els avantatges i inconvenients de cada solució i establir criteris objectius per a la presa de decisions en el disseny de sistemes de refredament industrial.This work analyzes the technical, energy, economic, and environmental feasibility of partially and totally replacing an industrial cooling tower with a water chiller in an industrial plant located in the metropolitan area of Barcelona. The main objective is to ensure the supply of cooling water at the required temperature at all times, reducing dependence on climatic conditions, particularly wet-bulb temperature. First, a review of the operating principles and limitations of cooling towers is presented, along with the main available technological alternatives. Subsequently, a detailed model of the cooling tower is developed using the DWSIM process simulator, based on the FOSSEE model and calibrating different parameters through the Nelder-Mead method using real operational data and hourly meteorological data. The validated model allows the identification of periods in which the tower is unable to meet the process heat rejection demand. Based on this analysis, two alternative scenarios are designed and simulated: a partial replacement scenario, in which the chiller supports the tower under unfavorable conditions, and a total replacement scenario, in which the chiller completely assumes the cooling of the process. For each scenario, refrigeration cycles using the R1234ze refrigerant are designed, the required cooling capacity is determined, and the annual energy consumption is estimated using the seasonal efficiency parameter SEER. Finally, an energy, economic, and environmental comparison of the different scenarios is conducted, including water consumption, cost per cubic meter of cooled water, and CO2 emissions associated with electricity consumption, following the GHG Protocol methodology. The results allow the assessment of the advantages and disadvantages of each solution and provide objective criteria to support decision-making in the design of industrial cooling systems
Estudi paramètric del comportament elàstic de material ceràmic obtingut per FFF
No full textAquest treball presenta una anàlisi, mitjançant simulació paramètrica per elements finits, del comportament elàstic uniaxial de diferents patrons geomètrics o mesoestructures impresos per Fabricació per Filament Fos (FFF) o Modelatge per Deposició Fosa (FDM) utilitzant materials ceràmics. L’ús de la fabricació additiva permet obtenir peces a mida amb geometries complexes, com ara les pròtesis mèdiques. A més, a causa de la seva configuració porosa, l’osteointegració es veu afavorida i hi ha una millora significativa en la fixació de la pròtesi al cos del pacient. La metodologia del treball se centra a determinar les característiques elàstiques de la mesoestructura en funció de les variables geomètriques de l’emplenament o infill, utilitzant el programari ANSYS Mechanical APDL 2025. S’han dut a terme simulacions d’assajos de compressió en provetes cilíndriques, considerant tant el modelatge de la proveta sencera com el modelatge d’una secció transversal. S’han analitzat configuracions d’emplenament lineals, en les que, a cada capa, les línies d’infill es disposen de manera paral·lela, però amb una rotació determinada entre capes consecutives. S’han considerat dos casos: el primer amb orientacions de capa de 0° i 90° i el segon amb una rotació entre capes consecutives de 45° (disposició 0°, 45° i 90°). S’ha variat la densitat d’emplenament de l’infill entre el 80% i el 95%. També s’ha tingut en consideració el nombre de capes massisses de recobriment extern o shells que pot variar segons el modelatge que es desitgi. Com a cas extrem, s’ha simulat una tercera i última proveta, que consta de només recobriment exterior, és a dir no té cap patró d’infill. Aquesta mesoestructura s’ha anomenat d’infill concèntric. Mitjançant aquest modelatge numèric, s'avalua com la variació de la mesoestructura afecta el comportament mecànic global de la peça, validant els resultats obtinguts amb dades experimentals d'assajos de compressió realitzats al laboratori. Els resultats permeten caracteritzar la rigidesa i la porositat òptimes per a aplicacions biomèdiques, dades que s'utilitzen posteriorment per al disseny i modelat avançat de pròtesis de maluc. En conclusió, l'estudi demostra la viabilitat de la simulació paramètrica per predir el comportament de materials ceràmics fabricats per FFF, optimitzant la seva integració biomecànica i el seu disseny estructural