Adaptive mesh simulations of compressible flows using stabilized formulations

This thesis investigates numerical methods that approximate the solution of compressible flow equations. The first part of the thesis is committed to studying the Variational Multi-Scale (VMS) finite element approximation of several compressible flow equations. In particular, the one-dimensional Burgers equation in the Fourier space, and the compressible Navier-Stokes equations written in both conservative and primitive variables are considered. The approximations made for the VMS formulation are extensively researched; the design of the matrix of stabilization parameters, the definition of the space where the subscales live, the inclusion of the temporal derivatives of the subscales, and the non-linear tracking of the subscales are formulated. Also, the addition of local artificial diffusion in the form of shock capturing techniques is included. The accuracy of the formulations is studied for several regimes of the compressible flow, from aeroacoustic flows at low Mach numbers to supersonic shocks. The second part of the thesis is devoted to make the solution of the smallest fluctuating scales of the compressible flow affordable. To this end, a novel algorithm for $h-$refinement of computational physics meshes in a distributed parallel setting, together with the solution of some refinement test cases in supercomputers are presented. The definition of an explicit a-posteriori error estimator that can be used in the adaptive mesh refinement simulations of compressible flows is also developed; the proposed methodology employs the variational subscales as a local error estimate that drives the mesh refinement. The numerical methods proposed in this thesis are capable to describe the high-frequency fluctuations of compressible flows, especially, the ones corresponding to complex aeroacoustic applications. Precisely, the direct simulation of the fricative [s] sound inside a realistic geometry of the human vocal tract is achieved at the end of the thesis.Esta tesis investiga métodos numéricos que aproximan la solución de las ecuaciones de flujo compresible. La primera parte de la tesis está dedicada al estudio de la aproximación numérica del flujo compresible por medio del método multiescala variacional (VMS) en elementos finitos. En particular, se consideran la ecuación de Burgers unidimensional descrita en el espacio de Fourier y las ecuaciones de Navier-Stokes de flujo compresible escritas en variables conservativas y primitivas. Las aproximaciones hechas para plantear la formulación VMS son ampliamente investigadas; el diseño de la matriz de parámetros de estabilización, la definición del espacio donde viven las subescalas, la inclusión de las derivadas temporales de las subescalas y el seguimiento no lineal de las subescalas son particularidades de la formulación que se analizan para cada una de las ecuaciones consideradas. Además, se incluye la adición de difusión artificial local en forma de técnicas de captura de choque. La precisión de las formulaciones se estudia para varios regímenes del flujo compresible, desde flujos aeroacústicos a bajos números de Mach hasta choques supersónicos. La segunda parte de la tesis está dedicada a hacer asequible la solución de las escalas fluctuantes más pequeñas del flujo compresible. Con este fin, se presenta un algoritmo novedoso para el refinamiento $h$ de las mallas de física computacional usadas en computación distribuida en paralelo. Además, se demuestra la solución en superordenadores de algunos casos de prueba del refinamiento de mallas. También se desarrolla la definición de un estimador de error explícito a posteriori que se puede usar en las simulaciones adaptativas de refinamiento de malla de flujos compresibles; la metodología propuesta emplea las subescalas variacionales como una estimación de error local que induce el refinamiento de la malla. Los métodos numéricos propuestos en esta tesis son capaces de describir las fluctuaciones de alta frecuencia de los flujos compresibles, especialmente los correspondientes a aplicaciones aeroacústicas complejas. Precisamente, la simulación directa del sonido consonántico fricativo [s] dentro de una geometría realista del tracto vocal humano se demuestra al final de la tesis

Control de acceso con verificación de identidad por medio de código de barras

Ingeniero (a) ElectrónicoPregrad

Refficientlib: an efficient load-rebalanced adaptive mesh refinement algorithm for high-performance computational physics meshes

No separate or additional fees are collected for access to or distribution of the work.In this paper we present a novel algorithm for adaptive mesh refinement in computational physics meshes in a distributed memory parallel setting. The proposed method is developed for nodally based parallel domain partitions where the nodes of the mesh belong to a single processor, whereas the elements can belong to multiple processors. Some of the main features of the algorithm presented in this paper are its capability of handling multiple types of elements in two and three dimensions (triangular, quadrilateral, tetrahedral, and hexahedral), the small amount of memory required per processor, and the parallel scalability up to thousands of processors. The presented algorithm is also capable of dealing with nonbalanced hierarchical refinement, where multirefinement level jumps are possible between neighbor elements. An algorithm for dealing with load rebalancing is also presented, which allows us to move the hierarchical data structure between processors so that load unbalancing is kept below an acceptable level at all times during the simulation. A particular feature of the proposed algorithm is that arbitrary renumbering algorithms can be used in the load rebalancing step, including both graph partitioning and space-filling renumbering algorithms. The presented algorithm is packed in the Fortran 2003 object oriented library \textttRefficientLib, whose interface calls which allow it to be used from any computational physics code are summarized. Finally, numerical experiments illustrating the performance and scalability of the algorithm are presented.Peer ReviewedPostprint (published version

¿qué sucede con los sueños y las ilusiones según la doctrina kantiana de las categorías?

Este ensayo se aborda la discusión entre C.I Lewis y Lewis White Beck acerca de la tesis kantiana de la conciencia y las categorías en las experiencias especiales, tales como los sueños e ilusiones. Acorde a C.I. Lewis, Kant exige tanto de las categorías que excluye la posibilidad de comprender ciertas experiencias como presentes en la conciencia. Por eso, la doctrina kantiana de las categorías es deficiente en la explicación de la relación entre las experiencias de “objetos subjetivos”, como Prauss la llamará, y la conciencia, pues somos realmente conscientes de algunos de nuestros sueños. Apoyo la idea de Beck según la cual esta tesis es consecuencia de una mala interpretación de los conceptos centrales de Kant, e intento demostrar que es posible una interpretación comprehensiva de los sueños

Manual de contratación pública para contratos de obra de infraestructura vial (Invias-IDU-UMV)

Trabajo de InvestigaciónEl presente trabajo busca analizar y profundizar los procedimientos de contratación pública en Colombia para contratos de Obra de Infraestructura Vial con las principales entidades del sector y convertirse en una herramienta útil para los estudiantes o ingenieros recién graduados que no han tenido experiencia en este campo, pero que se interesan en fortalecer su perfil académico conociendo los conceptos y procedimiento básicos para la adjudicación de un contrato.PregradoIngeniero Civi

Propuesta para mejorar la gestión de inventarios y almacenamiento de maquinaria y equipos de la compañía GSS

Ingeniero (a) IndustrialPregrad

Efecto de la estratificación sobre la germinación de semillas de badea (Passiflora quadrangularis L.).

La badea es una de las especies priorizadas en la cadena de las Pasifloras por su potencial exportador. Las semillas de badea presentan un porcentaje de germinación bajo menor al 30% en relación con otras especies del género Passilfora. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la estratificación sobre la germinación de badea en condiciones controladas. Los frutos fueron recolectados en fincas de productores de badea en el municipio de Neiva en el departamento del Huila y llevados al Laboratorio Biología y Microbiología de la sede José Celestino Mutis de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia (Bogotá) donde se realizó la caracterización físico-química de los frutos. Se realizaron pruebas de viabilidad y el contenido de humedad de las semillas. Se tomaron 1200 semillas distribuidas en bandejas de 200 alvéolos, utilizando como sustrato turba Klassman®, previamente desinfectada y humedecidas a capacidad de campo. Se empleó un diseño experimental completamente aleatorizado con cuatro tratamientos, tres tiempos de estratificación (10, 20 y 30 d) a una temperatura de 10°C y tapadas con plástico negro y un testigo, después de cada tiempo se colocaron en cámara de germinación (Incubadora Memmert in 110) a 35°C durante un tiempo de 30 d, con tres repeticiones. En las evaluaciones se calculó el porcentaje de germinación (PG), la velocidad media de germinación (VMG), el tiempo medio de germinación (TMG). En el tratamiento de estratificación con un tiempo de 30 d a 10°C presentó un mayor PG con 42,25% mayor VMG con 19,22 semillas/día y un menor TMG con 25,32 d. Estos resultados indican en que las semillas de badea poseen una latencia fisiología intermedia, el cual por un mayor tiempo de estratificación a una temperatura de 10°C se puede incrementar la síntesis de giberelinas en las semillas. Estos resultados contribuyen a mejorar los protocolos de propagación por parte de los viveristas y productores de badea.Badea is one of the species prioritized in the Pasifloras chain because of its export potential. The seeds of badea have a germination percentage of less than 30% in relation to other species of the genus Passilfora. The objective of this study was to evaluate the effect of stratification on the germination of badea under controlled conditions. The fruits were collected in farms of badea producers in the municipality of Neiva in the department of Huila and taken to the Biology and Microbiology Laboratory of the José Celestino Mutis headquarters of the National Open and Distance University (Bogotá) where the physical- chemistry of the fruits. Feasibility tests and moisture content of the seeds were performed. Seeds of 1200 seeds were distributed in trays of 200 alveoli using Klassman® peat substrate, previously disinfected and moistened at field capacity. A completely randomized experimental design with four treatments, three stratification times (10, 20 and 30 d) at a temperature of 10 ° C and covered with black plastic and a control, were placed after each time in a ermination chamber ( Incubator Memmert in 110) at 35 ° C for a period of 30 d, with three repetitions. The germination percentage (PG), the mean germination rate (VMG) and the mean germination time (TMG) were calculated in the evaluations. In the treatment of stratification with a time of 30 d at 10 ° C presented a higher PG with 42.25% higher VMG with 19.22 seeds / day and a lower TMG with 25.32 d. These results indicate that the seeds of badea have a latency intermediate physiology, which for a longer time of stratification at a temperature of 87uy10 ° C can increase the synthesis of gibberellins in the seeds. These results contribute to improving propagation protocols by nurseries and producers of badea

Deleuze, el pliegue, el ritornelo y la relación arte-territorio

 El texto busca explorar la relación arte-territorio, examinando la posibilidad de hacerlo a partir de un estudio conjunto y simultáneo de la noción de pliegue y de ritornelo, conceptos que se convierten en los dos pilares conceptuales fundamentales sobre los cuales descansa la noción de geo-estética, sobre la que se pretende trabajar (giro espacial que acontece en la estética). Con la geo-estética no se busca eliminar el componente humano, en uno y otro caso, efectivamente, existe más arte en natura de lo que sabíamos, pero el ritornelo y el pliegue pueden ser empleados para graduar y modular esa relación entre seres vivos, arte y territorio. El pliegue tiene una realización matemática y topológica que, siendo radicalmente humana, muestra más claramente el carácter expresivo, no humano, de la naturaleza. El ritornelo, por su parte, es ese eterno retorno que da origen a la génesis del arte con la constitución de un territorio. Con el denominado “giro espacial” asistimos a un replanteamiento de los problemas espaciales tanto a nivel teórico como práctico, de ahí que sean posibles nuevos postulados que son sensibles a la diferencia y la especificidad. No basta que haya pintores, escultores o músicos para que haya arte, es menester una mirada y un pensamiento. La importancia que entra a ocupar el espacio permite condiciones de posibilidad que abren la puerta a la filosofía a cavilar la relación pensamiento-tierra-territorio. 

Variational multiscale error estimators for the adaptive mesh refinement of compressible flow simulations

This article investigates an explicit a-posteriori error estimator for the finite element approximation of the compressible Navier–Stokes equations. The proposed methodology employs the Variational Multi-Scale framework, and specifically, the idea is to use the variational subscales to estimate the error. These subscales are defined to be orthogonal to the finite element space, dynamic and non-linear, and both the subscales in the interior of the element and on the element boundaries are considered. Another particularity of the model is that we define some norms that lead to a dimensionally consistent measure of the compressible flow solution error inside each element; a scaled -norm, and the calculation of a physical entropy measure, are both studied in this work. The estimation of the error is used to drive the adaptive mesh refinement of several compressible flow simulations. Numerical results demonstrate good accuracy of the local error estimate and the ability to drive the adaptative mesh refinement to minimize the error through the computational domain.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Solution of low Mach number aeroacoustic flows using a Variational Multi-Scale finite element formulation of the compressible Navier–Stokes equations written in primitive variables

In this work we solve the compressible Navier–Stokes equations written in primitive variables in order to simulate low Mach number aeroacoustic flows. We develop a Variational Multi-Scale formulation to stabilize the finite element discretization by including the orthogonal, dynamic and non-linear subscales, together with an implicit scheme for advancing in time. Three additional features define the proposed numerical scheme: the splitting of the pressure and temperature variables into a relative and a reference part, the definition of the matrix of stabilization parameters in terms of a modified velocity that accounts for the local compressibility, and the approximation of the dynamic stabilization matrix for the time dependent subscales. We also include a weak imposition of implicit non-reflecting boundary conditions in order to overcome the challenges that arise in the aeroacoustic simulations at low compressibility regimes. The order of accuracy of the method is verified for two- and three-dimensional linear and quadratic elements using steady manufactured solutions. Several benchmark flow problems are studied, including transient examples and aeroacoustic applications.Peer ReviewedPostprint (author's final draft