Constrained reconstruction of 3D curves and surfaces using integral spline operators

In the context of direct/reverse engineering processes one of the main problem is the reconstruction of curves and surfaces starting from a cloud of points. Most of the times the (re)constructed curves and surfaces have to satisfy some particular geometric constraints and functional properties related to the desired shapes. In this paper, referring to 3D curves and surfaces, we propose an algorithm based on an interpolatory variation diminishing integral spline operator characterized by the presence of shape parameters. In order to choose the best value for the shape parameters different functionals can be adopted. Some test cases are presented in order to show the effectiveness of the proposed algorithm: both academic and real world test cases are considered

Complex influence propagation based on trust-aware dynamic linear threshold models

Abstract To properly capture the complexity of influence propagation phenomena in real-world contexts, such as those related to viral marketing and misinformation spread, information diffusion models should fulfill a number of requirements. These include accounting for several dynamic aspects in the propagation (e.g., latency, time horizon), dealing with multiple cascades of information that might occur competitively, accounting for the contingencies that lead a user to change her/his adoption of one or alternative information items, and leveraging trust/distrust in the users' relationships and its effect of influence on the users' decisions. To the best of our knowledge, no diffusion model unifying all of the above requirements has been developed so far. In this work, we address such a challenge and propose a novel class of diffusion models, inspired by the classic linear threshold model, which are designed to deal with trust-aware, non-competitive as well as competitive time-varying propagation scenarios. Our theoretical inspection of the proposed models unveils important findings on the relations with existing linear threshold models for which properties are known about whether monotonicity and submodularity hold for the corresponding activation function. We also propose strategies for the selection of the initial spreaders of the propagation process, for both non-competitive and competitive influence propagation tasks, whose goal is to mimic contexts of misinformation spread. Our extensive experimental evaluation, which was conducted on publicly available networks and included comparison with competing methods, provides evidence on the meaningfulness and uniqueness of our models

Designing of small organic molecules as hole transporting material in photovoltaic devices

Programa de Doctorado en Biotecnología, Ingeniería y Tecnología QuímicaLínea de Investigación: Cinética Química, Fotofísica y FotoquímicaClave Programa: DBICódigo Línea: 12Los sistemas fotovoltaicos (PV) de tercera generación han demostrado reunir todos los requisitos para reemplazar a las células solares inorgánicas convencionales basadas en silicio debido a sus características atractivas, como son su fácil procesabilidad, su bajo coste y su reducido uso de materiales. En particular, las células solares orgánicas se han investigado intensamente durante las últimas décadas, ya que pueden conducir a dispositivos sostenibles, asequibles y flexibles. Sin embargo, es necesario abordar su baja eficiencia para allanar el camino hacia una comercialización a gran escala. Últimamente, el mayor avance entre la tecnología PV se logró con la introducción de células solares inorgánicas híbridas de perovskita, gracias a las asombrosas propiedades de este material, tales como la amplia absorción de luz, su facilidad de fabricación, la versatilidad de sus procesos de deposición y su alta eficiencia (power conversion efficiency, PCE). En solo unos años se han alcanzado eficiencias certificadas de >22% PCE, lo que representa un aumento sorprendente desde su aparición en 2009, y una escalada sin precedentes dentro de la tecnología fotovoltaica. Estos resultados llevaron a la perovskita a ser el centro de atención, convirtiéndose en una apuesta segura para la futura tecnología fotovoltaica. Aunque se han logrado avances considerables en este campo durante los últimos años, aún quedan algunos problemas por abordar, como el alto coste de los materiales y la estabilidad de los dispositivos, que siguen representando una importante limitación para su producción a gran escala. El uso de material de transporte de huecos (hole transporting materials, HTMs) es indispensable para fabricar un dispositivo eficiente. Spiro-OMeTAD (2,2',7,7'-tetrakis(N,N-di-p-metoxifenilamina)-9,9¿-espirobifluoreno) representa el estado del arte entre los HTMs, que funciona como material de tipo p. Sin embargo, su alto precio debido a su complejo proceso de síntesis y su difícil purificación impiden el avance hacia la comercialización de la tecnología fotovoltaica basada en perovskita. Además, necesita dopantes y aditivos para extraer y conducir los huecos a través de los dispositivos de manera eficiente, debido a su baja movilidad y conductividad. El uso de dichos dopantes y aditivos en la capa de transporte de huecos reduce la resistencia en serie, debido a una mejora en la inyección de los huecos. Sin embargo, la estabilidad a largo plazo de los dispositivos sigue siendo motivo de estudio, ya que el uso de dopantes altamente higroscópicos, como las sales de litio, puede disolver la perovskita, que es muy sensible a la humedad. En el presente trabajo, se abordaron tres objetivos principales para superar los inconvenientes citados. En primer lugar, se han diseñado y sintetizado nuevas moléculas orgánicas de bajo peso molecular, y se han implementado de manera efectiva en dispositivos solares basados en perovskita como nuevos y más económicos HTMs. Las moléculas diseñadas presentan un núcleo basado en tiofeno y unos sustituyentes derivado de trifenilamina o carbazol. Las propiedades optoelectrónicas de las nuevas moléculas se midieron y se ajustaron para la optimización de los parámetros fotovoltaicos, haciéndolos aptos para la fabricación de dispositivos más eficientes. Además, se implementaron y se estudiaron dos moléculas basadas en ftalocianina. Las ventajas, tales como una síntesis sencilla, un bajo coste y unos resultados prometedores, representan una alternativa para remplazar el costoso Spiro-OMeTAD. En segundo lugar, algunas de las nuevas moléculas basadas en tiofeno se implementaron en células solares orgánicas de heterounión planar basadas en DBP/C70, en su aplicación como capa de bloqueo de excitones. La mejora en la fotocorriente demostró una eficiente integración de las nuevas moléculas, lo que permitirá diseñar e integrar en el futuro nuevas moléculas en la capa de bloqueo de excitones. Finalmente, líquidos iónicos basados en piridina e imidazolio se introdujeron como dopantes únicos e hidrofóbicos de tipo p, con el objetivo de aumentar la conductividad y la movilidad de los huecos del Spiro-OMeTAD, evitando así el uso de materiales aditivos higroscópicos y corrosivos, y mejorando la estabilidad a largo plazo de las celdas solares. Los estudios realizados demuestran la efectividad del uso del líquido iónico hidrofóbico a base de piridinio como dopante novedoso y único para PSCs, utilizado en una cantidad muy pequeña. Los impresionantes resultados preparan el camino para el uso de una gama de semiconductores orgánicos como dopantes hidrofóbicos, capaces de funcionar como dopantes efectivos para HTM y puedan mejorar efectivamente la vida útil de los dispositivos de PSC.Universidad Pablo de Olavide de Sevilla. Departamento de Sistemas Físicos, Químicos y NaturalesPostprin

New Frontiers on Seismic Modeling of Masonry Structures

An accurate evaluation of the non-linear behavior of masonry structural elements in existing buildings still represents a complex issue that rigorously requires non-linear finite element strategies difficult to apply to real large structures. Nevertheless, for the static and seismic assessment of existing structures, involving the contribution of masonry materials, engineers need reliable and efficient numerical tools, whose complexity and computational demand should be suitable for practical purposes. For these reasons, the formulation and the validation of simplified numerical strategies represent a very important issue in masonry computational research. In this paper, an innovative macroelement approach, developed by the authors in the last decade, is presented. The proposed macroelement formulation is based on different, plane and spatial, macroelements for the simulation of both the in-plane and out-of-plane behavior of masonry structures also in presence of masonry elements with curved geometry. The mechanical response of the adopted macroelement is governed by non-linear zero-thickness interfaces, whose calibration follows a straightforward fiber discretization, and the non-linear internal shear deformability is ruled by equivalence with a corresponding geometrically consistent homogenized medium. The approach can be considered as "parsimonious" since the kinematics of the adopted elements is controlled by very few degrees of freedom, if compared to a corresponding discretization performed by using non-linear finite element method strategies. This innovative discrete element strategy has been implemented in two user-oriented software codes 3DMacro (Caliò et al., 2012b) and HiStrA (Historical Structures Analysis) (Caliò et al., 2015), which simplify the modeling of buildings and historical structures by means of several wizard generation tools and input/output facilities. The proposed approach, that represents a powerful tool for the structural assessment of structures in which the masonry plays a key role, is here validated against experimental results involving typical masonry monumental substructural elements and numerical results involving real-scale structures

A macro‐model for describing the in‐plane seismic response of masonry‐infilled frames with sliding/flexible joints

Masonry infill walls are among the most vulnerable components of reinforced concrete (RC) frame structures. Recently, some techniques for enhancing the performance of the infills have been proposed, aiming at improving both the global and the local behaviour of the infilled frame structure. Among the most promising ones, there are those that aim to decouple or reduce the infill-frame interaction by means of flexible or sliding joints, relying respectively on rubber or low-friction materials at the interface between horizontal subpanels or between the panels and the frame. Numerous models have been developed in the last decades for describing the seismic response of masonry-infilled RC frames, but these have focused mainly on the case of traditional infills. This study aims to fill this gap by proposing a two-dimensional macro-element model for describing the in-plane behaviour of RC infilled frames with flexible or sliding joints. The proposed modelling approach, implemented in OpenSees, is an extension of a discrete macro-element previously developed for the case of traditional infill panels. It is calibrated and validated in this study against quasi-static tests from the literature, carried out on masonry-infilled RC frames with sliding and rubber joints. The study results show the capabilities of the proposed modelling approach to evaluate the benefits of using flexible joints in terms of minimising the negative effects of the interaction between infill and RC frame and limiting the increase of global stiffness of the system with respect to the bare frame condition