The sub-structural synthesis method (ssm) on a heat conduction problem

In this paper, the application of the Substructural Synthesis Method (SSM) on an engineering problem is presented, based on the theory by Rayleigh-Ritz. This problem is the unidimensional heat conduction analysis on bidimensional systems made of unidimensional members. For this heat conduction problem the associated eigenvalues and their convergence are obtained. Solutions obtained with the SSM are compared to those associated to the h version of the conventional Finite Element Method (FEM). The results obtain opened a whole new panorama of investigation related with determinate the influence on the order of differential equations that ruled the problem about the precision and velocity of the convergence of the solution given by the approximation functions

An interpolating curve subdivision scheme based on discrete first derivative

This paper develops a new scheme of four points for interpolating curve subdivision based on the discrete fi rst derivative (DFDS), which reduces the apparition of undesirable oscillations that can be formed on the limit curve when the control points do not follow a uniform parameterization. We used a set of 3000 curves whose control points were randomly generated. Smooth curves were obtained after seven steps of subdivision using fi ve schemes DFDS, Four-Point (4P), New four-point (N4P), Tight four-point (T4P) and the geometrically controlled scheme (GC4P). The tortuosity property was evaluated on every smooth curve. An analysis for the frequency distributions of this property using the Kruskal-Wallis test reveals that DFDS scheme has the lowest values in a close range

Thermal evaluation and validation of a computational model to unrefined sugar(Panela) burner GP150.

El objetivo del presente trabajo fue evaluar térmicamente una hornilla panelera (GP150) validando sus resultados aplicando técnicas computacional de CFD. Los resultados mostraron que el modelo computacional es completamente estable y permite predecir energéticamente el proceso sin diferencias notorias con relación a los datos experimentales./ Abstract : The aim of this study was to evaluate thermally a sugar caneburner stove (GP150) validating their results by applying computational fluid dynamics (CFD). The results showed that the computational model is quite stable, allowing o predict the energy of the process without noticeable differences compared with the experimental data

Evaluación de las propiedades mecánicas de la estructura interna de la guadua con un modelo matematico

Se caracterizo la estructura interna del Bambú-Guadua angustifolia kunth (GAK), en su zona media, encontrando la composición interna de este material compuesto, como son el porcentaje de la matriz (parénquima) y de fibras (células de fibras y tejido conductivo). Se determinó las propiedades mecánicas como la resistencia a tensión y a flexión en sentido tangencial, y la Relación de Poisson del material y la resistencia de la fibra. Se valido un modelo matemático para materiales compuestos propuesto por Chandrupatla and amp; Belegundu (1999), y se encontraron algunas ecuaciones que permiten predecir la resistencia del material en función de la resistencia de la fibra, y también para realizar modelos computacionales útiles para la industria de laminados de pisos en Bambu-guadua. Los resultados experimentales no difirieron significativamente de los resultados obtenidos con los modelos matemáticos

Metodología para el Ajuste Interpolante de Superficies de Subdivisión de Catmull-Clark a Mallas Poligonales

El proceso de reconstrucción digital de objetos 3-D es un área que ha recibido amplio interés de parte de la comunidad científica en computación gráfica durante los últimos años, se debe principalmente a la actualidad del tema y a su potencial de aplicaciones en campos como la ingeniería, la medicina, la herencia cultural, la industria de la animación y videojuegos entre otras aplicaciones. Este proceso se compone de varias etapas como son: adquisición, registro, integración y ajuste de superficies, esta ´ultima tiene por objeto proporcionar una representación matemática de la superficie del objeto 3-D reconstruido. Algunas de las representaciones más usuales empleadas en objetos de forma libre son los parches NURBS, las superficies implícitas y la Subdivisión de Superficies. La Subdivisión de Superficies es una técnica usada en la industria de la animación, que permite representar superficies suaves mediante un proceso de refinamiento iterativo, el principal atractivo lo constituyen su simplicidad, eficiencia de representación y capacidad multiresolución. Esta tesis se enfoca en desarrollar una metodología que permite ajustar a la malla poligonal de objetos de forma libre una superficie interpolante de subdivisión de Catmull-Clark. La metodología presenta dos etapas: en la primera se lleva a cabo el calculo iterativo de nuevos vértices de arista y de cara, en la segunda se calcula para cada vértice original de la malla el respectivo vértice de control. El conjunto de estos vértices definen una malla de control cuya superficie límite interpola los vértices dados. La metodología muestra ser eficiente dado que se basa en operaciones locales definidas sobre la vecindad de cada vértice analizado, se muestra que el error entre la posición de los vértices y la superficie interpolada se reduce a medida que se incrementa el número de ciclos en el cálculo iterativo de los puntos.Abstract: The process of digital shape reconstruction of 3-D objects is an area that has received widespread interest from the computer graphics community during the last years, mainly due to its potential applications in fields such as engineering, medicine, cultural heritage, the animation industry, video games and other applications. This process comprises several steps such as: acquisition, registration, integration and surface fitting. The aim of this last is to provide a mathematical representation for the surface of the object 3-D reconstructed. Some of the most common representations are NURBS patches, implicit surfaces and subdivision surfaces. Subdivision surfaces is a technique used in the animation industry, which can represent smooth surfaces through an iterative process of refinement, the main charm is its simplicity, efficiency and capacity for multiresolution representation. This thesis focuses on develop a methodology to fit to the polygon mesh of freeform objects an interpolating Catmull-Clark subdivision surface. The methodology has two stages: the first is done iteratively calculating new edge and face vertices, the second is calculate for each vertex of the original mesh one control vertex. All these vertices define a control mesh whose limit surface interpolates the given mesh. The methodology shown to be efficient because it is based on local operations, defined it on the neighboring of each vertex analyzed, shows that the error between the position of the vertices and the interpolated surface is reduced with the increase of the number of cycles.Doctorad

Aplicación de modelos híbridos en la síntesis óptima de mecanismos de cuatro barras

Resumen: El diseño de máquinas es un proceso creativo, en el cual, el diseñador debe integrar una serie de mecanismos como levas, engranajes, poleas, mecanismos de cuatro barras, etc. tal que permitan solucionar una necesidad concreta, adicionalmente debe realizar procesos de síntesis para encontrar las dimensiones que permitan el adecuado funcionamiento del mecanismo. En el caso del mecanismo de cuatro barras, el proceso de síntesis ha presentado como problema principal la no linealidad de las ecuaciones que describen el mecanismo y el aumento de la complejidad con el incremento del número de puntos de precisión. Para dar solución a este problema se ha encontrado en la bibliografía revisada que se han planteado tres métodos, el primero es el método gráfico que tiene como ventaja la rapidez y como desventajas la imprecisión y la incapacidad de encontrar soluciones con más de cinco puntos de precisión. El segundo método es el método analítico que tiene como características su rapidez y precisión pero no permite usar más de cinco puntos de precisión, y por último están los métodos de optimización en particular el uso de algoritmos genéticos los cuales permiten usar cualquier número de puntos de precisión pero que entregan mecanismos que satisfacen en forma aproximada las condiciones de diseño. Es bien conocido que los métodos analíticos y de optimización pueden generar mecanismos imposibles de usar debido a que presentan defectos como los de circuito, de rama y de orden. Para el diseñador de máquinas es importante conocer que las dimensiones del mecanismo sintetizado cumple con los puntos de precisión especificados y que no posee defectos de circuito, de rama y de orden, pero que además el mecanismo cumple con criterios de calidad como el ángulo de transmisión y la ventaja mecánica. Se ha encontrado que en ninguna de las referencias hace un análisis del mecanismo sintetizado y tampoco hacen un análisis de los posibles defectos que se puedan presentar, solo se limitan a entregar un resultado numérico, es decir no hacen una evaluación de calidad del mecanismo sintetizado. También se ha encontrado que no han sido usadas las estrategias evolutivas y otras técnicas como método de optimización, las cuales han demostrado ser mas eficientes que los algoritmos genéticos. El objetivo de este trabajo es el de desarrollar una solución analítica soportada en herramientas informáticas que permita obtener la síntesis de mecanismos de cuatro barras independientemente del número de condiciones de diseño y con evaluación de la calidad del mecanismo sintetizado. En el trabajo se desarrolló un programa computacional basado en sistemas híbridos, para la obtención de la síntesis óptima dimensional de mecanismos de cuatro barras. El sistema híbrido esta compuesto por varios sistemas de optimización como algoritmos genéticos, estrategias de evolución y búsqueda tabú, los cuales se encargan de generar un conjunto de posibles soluciones óptimas, definido previamente un espacio de búsqueda. A este sistema de optimización se integró un sistema experto con el cual el diseñador recibe información cuantitativa y cualitativa adicional del mecanismo sintetizado, facilitándole la toma de decisión del mecanismo que elegirá entre el conjunto de mecanismos generados. El programa desarrollado es una herramienta para estudiantes, docentes y diseñadores mecánicos que facilita el diseño y solución de problemas relacionados con los mecanismos de cuatro barras. Como resultado de la comparación de los diferentes métodos de optimización se llegó a la conclusión que las estrategias evolutivas son mas eficientes que los otros métodos de optimización usados.Summary: The design of machines is a creative process, in which, the designer must integrate something mechanisms as weigh, engagements, pulleys, mechanisms of four bars, etc. someone that it permit solve a concrete necessity, additional must carry out processes of synthesis to find the dimensions that permit the appropriate functioning of the mechanism. In the case of the mechanism of four bars, the process of synthesis has presented as main problem the not linear equations that describe the mechanism and the increase of the complexity with the increment of the number the points of precision. To give solution to this problem it has found in the revision bibliography that has outlined three methods, the first is the graphic method that has as advantage the rapidity and like disadvantages the lack of precision and the incapacity of finding solutions with more than five points of precision. The second method is the analytic method that it has as characteristic their rapidity and precision but permit be accustomed more than five points of precision, and finally it is the optimization methods specially the use of genetic algorithms those which permit use any number of conditions but that it surrender mechanisms that it satisfy in form approximate the conditions of design. It is well known that the analytic methods and optimization can generate impossible mechanisms of being accustomed due to that it present defects as those of circuit, of chase and of order. For the designer of machines it is important to know that the dimensions of the synthesized mechanism fulfilled one's obligations to the points of precision specified and that possess defects of circuit, of chase and of order, but that moreover the mechanism fulfils one's obligations to criterions of quality like the angle of transmission and the mechanical advantage. It found that in any of the references make an analysis of the mechanism synthesized and neither it make an analysis of the possible defects that it can be present, single limit to him to surrender a numeric result that is to say it doesn't make an evaluation of quality of the synthesized mechanism. Also it found that have been used the evolutionary strategy and other techniques as optimization method, those which has demonstrated be but efficient that the genetic algorithms. The objective of this work is those of developing an analytic solution supported in computer science tools that permit obtain the synthesis of mechanisms of four bars independently of the number of conditions of design and with evaluation of the quality of the synthesized mechanism. In the work it develops a program based on hybrid systems, for the obtaining of the best dimensional synthesis of mechanisms of four bars. The hybrid system this composed for several systems of optimization as genetic algorithms, evolution strategies, taboo search and genetic algorithms, those which take charge of generate a whole of possible best solutions, definition previously a space of search, to this system of optimization an expert system is integrated with which the designer receives information quantitative and qualitative additional of the synthesized mechanism, facilitating you takes him of decision of the mechanism that will select between the whole of mechanisms generated. The developed program is a tool for students, educational and mechanical designers that facilitate the design and solution of problems related with the mechanisms of four bars. As consequence of the comparison of the different methods of optimization the conclusion is that the evolutionary strategies are more efficient than the other methods used.Maestrí

Efecto de Coriolis y su influencia en la erosión geológica

He is frequent to find in texts of Dynamics that the deviation of the channel of certain rivers in Siberian steppes must Coriolis in order that. But in a publication found in Internet it surprised to us that the author assured that by means of laboratory tests can demonstrate that the Coriolis effect does not have any effect on the erosions caused by these rivers and their consequent deviation of the channel. The test in mention was made constructing to an artificial channel with a mixture of clay and stones that turns the model into a structure with certain impermeability and nonown rigidity to observe effects of erosion caused by dilution. Therefore in this article we described a test of laboratory easy to carry out with which we can observe the erosive effects mainly due to the dilution and the forces caused by the Coriolis effect. Using sand for moulding of castings, model a channel that simulates the channel of the river and the effects caused by a water volume were observed on the geometry of the channel of rectangular cross-sectional section during a period of time of 5 minutes. The carried out observations took control without rotation and of rotation of the channel, which allows to soon visualize the effects of erosion without the Coriolis effect and him. We want to emphasize with this article the analytical importance whereupon the gratuitous information that is due to approach they provide the sites to us of Internet.Es frecuente encontrar en los textos de Dinámica que la desviación del cauce de ciertos ríos en las estepas siberianas se debe al efecto de Coriolis. Pero en una publicación encontrada en Internet nos sorprendió que el autor asegurara que mediante pruebas de laboratorio puede demostrar que el efecto de Coriolis no tiene ningún efecto sobre las erosiones causadas por estos ríos y su consecuente desviación del cauce.La prueba en mención se realizó construyendo un cauce artificial con una mezcla de arcilla y piedrecillas que convierte el modelo en una estructura con cierta impermeabilidad y rigidez no propia para observar efectos de erosión causada por dilución. Por lo tanto en este artículo describimos un ensayo de laboratorio fácil de efectuar con el cual podemos observar los efectos erosivos debidos principalmente a la dilución y a las fuerzas ocasionadas por el efecto de Coriolis. Utilizando arena para moldeo de piezas fundidas, se modeló un canal que simula el cauce del río y se observaron los efectos causados por un caudal de agua sobre la geometría del cauce de sección transversal rectangular durante un periodo de tiempo de 5 minutos. Las observaciones llevadas a cabo se hicieron sin rotación y con rotación del canal, lo que permite visualizar los efectos de erosión sin el efecto de Coriolis y luego con él.Queremos resaltar con este artículo la importancia analítica con que se debe abordar la información gratuita que nos suministran los sitios de Internet

Aplicación Del Método De Síntesis Subestructural (SSM) A Un Problema De Conducción De Calor

In this paper, the application of the Substructural Synthesis Method (SSM) on an engineering problem is presented, based on the theory by Rayleigh-Ritz. This problem is the unidimensional heat conduction analysis on bidimensional systems made of unidimensional members. For this heat conduction problem the associated eigenvalues and their convergence are obtained. Solutions obtained with the SSM are compared to those associated to the h version of the conventional Finite Element Method (FEM). The results obtain opened a whole new panorama of investigation related with determinate the influence on the order of differential equations that ruled the problem about the precision and velocity of the convergence of the solution given by the approximation functions.En éste trabajo se presenta la aplicación del método de síntesis subestructural (SSM) basado en la teoría de Rayleigh-Ritz a un problema de ingeniería. Dicho problema es el análisis de conducción de calor unidimensional en sistemas bidimensionales formados por miembros unidimensionales. Para este problema de conducción de calor se obtienen los autovalores asociados y su convergencia. Las soluciones obtenidas con el MSS son comparadas con las asociadas a la versión h del método del elemento finito convencional (MEF). Los resultados obtenidos abren un nuevo panorama de investigación relacionado con determinar la influencia del orden de las ecuaciones diferenciales que rigen el problema sobre la precisión y velocidad de convergencia de la solución dada por las funciones de aproximación