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Parque urbano cultural - productivo de Limache
No full textEl proyecto se elabora en base a un plan estratégico denominado integración del estero de Limache al paisaje urbano, corredor verde y espacios públicos, el cual propone una visión sustentable para la comuna de Limache, donde se plantea una nueva infraestructura ecológica de servicios urbanos
Inverse Shape Design of Deformable Structures and Deformable Wings
No full textInverse methods are mathematical techniques by which the unknown input of a system is determined from a known or desired output. In this article, a new inverse method for the reverse design of deformable structures is presented. The inverse problem being addressed is the construction of the initial or unloaded shape of an structure such, when deformed under given loads, will acquire a desired pre-defined shape. The method can be used, among several other applications, for the inverse design of deformable airplane wings. For example, given a aerodynamically desired wing geometry, the method can be used to determine the real wing geometry that needs to be manufactured so that when such real wing deforms during flight under the influence of aerodynamic forces, it will naturally acquire the desired aerodynamic configuration. The presented inverse method is based on a novel and general approach which can be used with any structure made of hyperelastic materials. The inverse formulation is derived straightforwardly from the mathematical equations defining the standard direct approach of computational solid mechanics. On the computational side, this means that an inverse shape design code can be developed by making simple changes on an existing direct-analysis code.Fil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (i); Argentin
An Inverse Method for the Design of Structures
No full textInverse methods are powerful design tools that allow engineers to obtain efficient designs at much lower costs than the ones normally involved in experimental and direct computational design. Here we present an inverse method which allows the efficient design of deformable structures or components, such for example airplane wings. The inverse method proposed here allows the engineers to obtain the actual unloaded geometry they should request to a manufacture department, so as to obtain a structure or piece that under the work loads will deform to a pre-specified ideal shape. In the case of an airplane wing or an airfoil, for example, the engineer will be able to obtain the undeformed geometry of the wing such when it is flying at cruise speed subject to the aerodynamics loads, the wing will naturally deform to a pre-specified (and aerodynamically desired) shape. The presented inverse method is based on a novel formulation builded in terms of the finite element method.Fil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin
On the issue that Finite Element discretizations violate, nodally, Clausius’s postulate of the second law of thermodynamics
No full textDiscretization processes leading to numerical schemes sometimes produce undesirable effects. One potentially serious problem is that a discretization may produce the loss of validity of some of the physical principles or mathematical properties originally present in the continuous equation. Such loss may lead to uncertain results such as numerical instabilities or unexpected non-physical solutions. As a consequence, the compatibility of a discrete formulation with respect to intrinsic physical principles might be essential for the success of a numerical scheme. This paper addresses such type of issue. Its main objective is to demonstrate that standard Finite Element discretizations of the heat conduction equation violate Clausius’s postulate of the second law of thermodynamics, at nodal level. The problem occurs because non-physical, reversed nodal heat-fluxes arise in such discretizations. Conditions for compatibility of discrete nodal heat-fluxes with respect to Clausius’s postulate are derived here and named discrete thermodynamic compatibility conditions (DTCC). Simple numerical examples are presented to show the undesirable consequences of such failure. It must be pointed out that such DTCCs have previously appeared in the context of the study of the conditions that make discrete solutions to satisfy the discrete maximum principle (DMP). However, the present article does not put attention on such mathematical principle but on the satisfaction of a fundamental physical one: the second law of thermodynamics. Of course, from the presented point of view, it is clear that the violation of such fundamental law will cause, among different problems, the violation of the DMP.Fil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; ArgentinaFil: Idelsohn, Sergio Rodolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentin
La Violación de la Segunda Ley de la Termodinámica por el Método de Elementos Finitos
No full textEl presente artículo pretende alertar sobre un hecho grave: la Segunda Ley de la Termodinámica es violada como consecuencia de la discretización numérica resultante de la aplicación del Método de Elementos Finitos (FEM, por Finite Element Method). En este trabajo se estudia la consistencia termodinámica de las formulaciones FEM. El estudio está basado en el análisis de la ecuación del calor 1-Dimensional (1D) y 2-Dimensional (2D). Los resultados presentados afectan a todas las simulaciones de Elementos Finitos relacionadas a Dinámica de Fluidos y a Transferencia del Calor.Fil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico. Centro de Investigación de Métodos Computacionales; ArgentinaFil: Rojas Fredini, Pablo Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico. Centro de Investigación de Métodos Computacionales; ArgentinaFil: Murillo, Marina H.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico. Centro de Investigación de Métodos Computacionales; Argentin
Model Predictive Periodic Output Path Following
No full textIn this paper, a new model predictive controller forpath following of periodic references is proposed. This controllercombines trajectory planning and tracking stages in a singleoptimization problem for a given periodic parametric path. Inaddition, the constraints of the optimization problem solved bythe controller do not depend on the reference, allowing for suddenchanges in the reference without losing feasibility. To illustratethe performance of the approach we discuss the example of balland plate system.Fil: Sánchez, Ignacio Julián Rodolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Matemática Aplicada del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Matemática Aplicada del Litoral; ArgentinaFil: D'jorge, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Matemática Aplicada del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Matemática Aplicada del Litoral; ArgentinaFil: González, Alejandro Hernán. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Ferramosca, Antonio. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina27º Congreso Argentino de Control AutomáticoArgentinaAsociación Argentina de Control Automátic
A Tensor Library for Scientific Computing
No full textThe majority of physical phenomena and their computational simulations are described mathematically in terms of tensors and their different algebraic operations. Possibly the most used tensors are the ones of rank 1 and 2, which correspond to the algebraic concepts of vectors and matrices, respectively. Nevertheless, higher rank tensors (specially 3 and 4) appear at all times in different branches of physics and in numerical methods. One of the major drawbacks of high
performance computing is that the code necessary to perform such tensor operations looks different and it is several lines longer than the corresponding one-line mathematical representation. Here we present a C++ tensor library, called LTensor, that we have developed using modern concepts of
object oriented design and expression templates. As it will be shown, the LTensor library is able to mimic the classical indicial notation and follows Einstein convention about indices. Furthermore, it has other additional features than distinguish it from other libraries based on similar concepts: dynamic dimension size, arbitrary contraction order, customizable storage, inherited class structure, arbitrary looping positions on indicial notations, etc.Fil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Rojas Fredini, Pablo Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin
Arquitectura Orientada a Componentes Basada en Reflexión para Motores Físicos
No full textJunto con la evolución de las computadoras, han surgido nuevos lenguajes y paradigmas de programación con características destacables que abren interesantes posibilidades en el campo de la simulación y de la visualización en tiempo real. En el presente trabajo se explotan algunos de estos nuevos conceptos para el desarrollo de un motor de simulación física en tiempo real. El motor de simulación utiliza primariamente una arquitectura orientada a componentes y basada en la propiedad de reflexión que poseen algunos lenguajes modernos como los basados en .NET de Microsoft. El nuevo diseño permite desarrollar simuladores de objetos físicos cuyas propiedades pueden ser modificadas en tiempo de ejecución evitando la necesidad de crear interfaces con lenguajes externos de "scripting". El diseño también permite el agregado de nuevos componentes (con nuevos fenómenos u objetos físicos) y la generación automática de interfaces gráficas y de configuración. Los distintos componentes pueden estar escritos en diferentes lenguajes y pueden agregarse de manera transparente. Como ejemplo concreto de su capacidad, se muestra la aplicación del motor en la simulación simultanea en tiempo real de sólidos rígidos. El objetivo del presente desarrollo es generar una plataforma eficiente para la simulación de vehículos terrestres, aéreos y fluidos en tiempo real.Fil: Rojas Fredini, Pablo Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); ArgentinaFil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico Para la Industria Química (i); Argentin
Laplace Form Of Navier-Stokes Equations: A Safe Path Or A Wrong Way?
No full textThe Navier-Stokes Equations written in Laplace form are often the departure point for the simulation of viscous newtonian flows and some studies of numerical stability. Researchers may not be fully aware that the “physical traction boundary conditions” are not the “natural boundary conditions” of the Laplace form of the Navier-Stokes Equations. This is not a problem per se, as long as one manages to rigurously incorporate the physical boundary conditions into the formulation. However, we have discovered that if some seemenly harmless assumptions are made, like using pseudo-tractions (i.e the natural boundary conditions of the Laplace form) or neglecting viscous terms on the free-surfaces, the resulting formulation violates a basic axiom of continuum mechanics: the principle of objectivity. In the present article we give an accurate account about these topics. We also show that unexpected differences may sometimes arise between Laplace discretizations and Divergence discretizations.Fil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Idelsohn, Sergio Rodolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin
Simulación en Tiempo Real de Fluidos y Sólidos Rígidos mediante Partículas
No full textLa simulación computacional de interacción fluido-estructuras es una de las principales áreas de investigación de la mecánica computacional. El caso más general de interacción, y por lo tanto el más complejo, es aquél donde los objetos o estructuras no permanecen fijos en el espacio sino que están libres y por lo tanto pueden desplazarse (y rotar) de manera arbitraria. El movimiento resultante dependerá dinámicamente de las fuerzas que el fluido hace sobre la estructura y vice-versa. Este trabajo describe técnicas que hemos desarrollado para simular este tipo general de interacciones entre fluidos y sólidos rígidos. Las técnicas están basadas en el uso de partículas tanto para caracterizar los fluidos como para describir los sólidos rígidos. La dinámica de la porción fluida se logra a través del método de partículas llamado Smoothed Particle Hydrodynamics y a través de una dualidad de las partículas sólidas. Una plataforma de simulación desarrollada por los autores, permite visualizar la dinámica de los objetos en tiempo real a medida que transcurre la simulación.Fil: Limache, Alejandro Cesar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; ArgentinaFil: Rojas Fredini, Pablo Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentin
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