General treatment of essential boundary conditions in reduced order models for non-linear problems

Inhomogeneous essential boundary conditions must be carefully treated in the formulation of Reduced Order Models (ROMs) for non-linear problems. In order to investigate this issue, two methods are analysed: one in which the boundary conditions are imposed in an strong way, and a second one in which a weak imposition of boundary conditions is made. The ideas presented in this work apply to the big realm of a posteriori ROMs. Nevertheless, an a posteriori hyper-reduction method is specifically considered in order to deal with the cost associated to the non-linearity of the problems. Applications to nonlinear transient heat conduction problems with temperature dependent thermophysical properties and time dependent essential boundary conditions are studied. However, the strategies introduced in this work are of general application.Fil: Cosimo, Alejandro. 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: Cardona, Alberto. 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; Argentina. Institució Catalana de Recerca i Estudis Avancats; España. International Center for Numerical Methods in Engineering; Españ

Métodos de continuación para el trazado de curvas de equilibrio primarias y secundarias en análisis de mecanismos

Describimos un método para el trazado de trayectorias de equilibrio en sistemas multicuerpos flexibles. Permite posicionarse en forma precisa en puntos límite y de bifurcación simples. El sistema de ecuaciones aumentado propuesto para ubicar los puntos singulares logra una tasa de convergencia cuadrática en ambos casos. Se muestran ejemplos de ilustración.We describe a methodology for tracing the nonlinear equilibrium path in flexible multibody systems. It allows to position accurately turning and simple bifurcation points. The augmented systems of equations proposed to position the singular points, give full quadratic convergence rate in both cases. Severa1 examples illustrating the approach are presented.Peer Reviewe

Integrador temporal de paso variable para análisis dinámico de estructuras y mecanismos

Presentamos un esquema de variación automática del paso de tiempo, para la integración temporal de las ecuaciones de movimiento en dinámica estructural y de mecanismos. Incorporamos este esquema al algoritmo de Hilber, Hughes y Taylor, el cual es apropiado para el tratamiento de los sistemas de ecuaciones diferenciales /algebraicas que caracterizan al análisis dinámico de mecanismos. La estrategia de cambio de paso se basa en el seguimiento de las derivadas de orden superior. Desarrollamos una base teórica original, dando un fundamento sólido al método. Presentamos numerosos ejemplos numéricos de aplicación que ilustran la potencia del algoritmo propuesto.We present a scheme of automatic time step variation for time integrating the equations of motion in structural dynamics. The scheme is incorporated to the Hilber, Hughes and Taylor algorithm, which is well-suited to deal with the differential/algebraic systems typical of mechanisms dynamic simulation. The strategy for chosing the time step is based on monitoring the higher order derivatives. An original theory is presented, giving a solid foundation to the method. Severa1 numerical examples are shown, that illustrate the power of the proposed algorithm.Peer Reviewe

Integrador temporal de paso variable para análisis dinámico de estructuras y mecanismos

Presentamos un esquema de variación automática del paso de tiempo, para la integración temporal de las ecuaciones de movimiento en dinámica estructural y de mecanismos. Incorporamos este esquema al algoritmo de Hilber, Hughes y Taylor, el cual es apropiado para el tratamiento de los sistemas de ecuaciones diferenciales /algebraicas que caracterizan al análisis dinámico de mecanismos. La estrategia de cambio de paso se basa en el seguimiento de las derivadas de orden superior. Desarrollamos una base teórica original, dando un fundamento sólido al método. Presentamos numerosos ejemplos numéricos de aplicación que ilustran la potencia del algoritmo propuesto.We present a scheme of automatic time step variation for time integrating the equations of motion in structural dynamics. The scheme is incorporated to the Hilber, Hughes and Taylor algorithm, which is well-suited to deal with the differential/algebraic systems typical of mechanisms dynamic simulation. The strategy for chosing the time step is based on monitoring the higher order derivatives. An original theory is presented, giving a solid foundation to the method. Severa1 numerical examples are shown, that illustrate the power of the proposed algorithm.Peer Reviewe

Development of a microfluidic device for patterning multiple species by scanning probe lithography

Scanning Probe Lithography (SPL) is a versatile nanofabrication platform that leverages microfluidic “ink” delivery systems with Scanning Probe Microscopy (SPM) for generating surface-patterned chemical functionality on the sub-100 nm length scale. One of the prolific SPL techniques is Dip Pen Nanolithography™ (DPN™). High resolution, multiplexed registration and parallel direct-write capabilities make DPN (and other SPL techniques) a power tool for applications that are envisioned in micro/nano-electronics, molecular electronics, catalysis, cryptography (brand protection), combinatorial synthesis (nano-materials discovery and characterization), biological recognition, genomics, and proteomics. One of the greatest challenges for the successful performance of the DPN process is the delivery of multiple inks to the scanning probe tips for nano-patterning. The purpose of the present work is to fabricate a microfluidic ink delivery device (called “Centiwell”) for DPN (and other SPL) applications. The device described in this study maximizes the number of chemical species (inks) for nanofabrication that can be patterned simultaneously by DPN to conform the industrial standards for fluid handling for biochemical assays (e.g., genomic and proteomic). Alternate applications of Centiwell are also feasible for the various envisioned applications of DPN (and other SPL techniques) that were listed above. The Centiwell consists of a two-dimensional array of 96 microwells that are bulk micromachined on a silicon substrate. A thermoelectric module is attached to the back side of the silicon substrate and is used to cool the silicon substrate to temperatures below the dew point. By reducing the temperature of the substrate to below the dew point, water droplets are condensed in the microwell array. Microbeads of a hygroscopic material (e.g., poly-ethylene glycol) are dispensed into the microwells to prevent evaporation of the condensed water. Furthermore, since poly-ethylene glycol (PEG) is water soluble, it forms a solution inside the microwells which is subsequently used as the ink for the DPN process. The delivery of the ink to the scanning probe tip is performed by dipping the tip (or multiple tips in an array) into the microwells containing the PEG solution. This thesis describes the various development steps for the Centiwell. These steps include the mask design, the bulk micromachining processes explored for the micro-fabrication of the microwell array, the thermal design calculations performed for the selection of the commercially available thermoelectric coolers, the techniques explored for the synthesis of the PEG microbeads, and the assembly of all the components for integration into a functional Centiwell. Finally, the successful implementation of the Centiwell for nanolithography of PEG solutions is also demonstrated

¿Es la coyuntura económica un resultado de las expectativas empresariales? Análisis de la EOIC 1990-2008

Con la formulación de la teoría de las expectativas racionales, el análisis de las predicciones de los agentes económicos ha cobrado un papel muy importante en el desarrollo de la mayoría de teorías económicas. En este trabajo se estiman tests de “No Causalidad” de Granger, Sims y Toda, y de Yamamoto, para determinar si las expectativas empresariales causan la coyuntura industrial en Colombia. Para ello, se utilizan datos de encuestas de opinión procedentes de gremios privados y del DANE. Los resultados son concluyentes: las expectativas parecen incidir en el comportamiento futuro de variables como ventas, producción y empleo industrial. De manera recurrente, los resultados sugieren que, en la formación de expectativas, toman parte esas mismas variables, las expectativas anteriores y el comportamiento de la demanda, variable exógena a la empresa, medida en los niveles de pedidos y de inventarios.Since the appearance of rational expectations theory, the analysis of the predictions of economic agents has become a very important issue in recent economic theories. In this paper Granger, Sims and Toda and Yamamoto “Non-Causality” tests are estimated in order to determine if firm’s expectations cause industrial conjuncture in Colombia. Private surveys and official data are used. Results are conclusive: expectations affect the future values of industrial variables such as production, employment and sells. Furthermore, these variables, along with past expectations and demand (measured through inventories and orders) are essential when firm expectations are create

Protocolo de investigación

Este documento es una breve reseña explicativa de la evolución del Grupo de Investigación en Perdurabilidad Empresarial (GIPE) de la Facultad de Administración de la Universidad del Rosario, cuyo código de registro en el GrupLac de Colciencias es COL0004854, con página web que se puede consultar en http://201.234.78.173:8080/gruplac/jsp/visualiza/visualizagr. jsp?nro=00000000001029. El presente documento se preparó sobre la base del ejercicio realizado por el profesor Hugo Rivera para la conformación de la línea de investigación en perdurabilidad, a partir del protocolo de investigación del Grupo como requerimiento de la Decanatura en el primer semestre del 2011 y la revisión histórica del proceso de investigación en la Facultad de Administración, realizado por el profesor Diego Cardona al asumir las funciones de director de investigación de la Facultad en el mismo semestre. El documento contiene un inventario de elementos importantes para el estudio de la perdurabilidad como son las metodologías utilizadas para estudiar la perdurabilidad, los investigadores con los cuales se podrían hacer acercamientos para trabajos conjuntos y las publicaciones donde se explora el tema. Luego el lector encuentra la relación de algunas temáticas particulares por estudiar en la línea, la relación del trabajo con el grupo de investigación, los resultados esperados y las referencias bibliográficas. Las empresas, en contraste con los seres vivos, que tienen una forma física tangible, son vistas como una abstracción económica y legal, cuyos alcances y ciclo de vida constituyen representaciones intangibles. La permanencia de las empresas en el tiempo de manera exitosa se constituye en un tema de preocupación para el Gobierno, las empresas y la academia de la Administración. Se han realizado varias investigaciones, materializadas en libros, artículos y ponencias, tratando de explicar por qué unas organizaciones perduran y otras desaparecen. Sin embargo, ninguno de los campos de estudio vinculados a la Academy of Management ha decidido estudiar de manera exclusiva dentro de sus divisiones o grupos de interés el tema de la perdurabilidad; aunque podría decirse que existen divisiones dentro de dicha asociación que guardan más afinidad con el tema como son Business Policy and Strategy y Organization and Management Theory. Por fuera de la Academy of Management se encuentra la comunidad de la historia empresarial, que se ha dedicado a estudiar la manera como las empresas se han perpetuado en el tiempo. En Estados Unidos las universidades de Stanford y Wharton abanderaron a comienzos de los años 1990 la misión de realizar investigaciones donde se estudien casos de empresas exitosas. En Europa la escuela de negocios Esade y la Universidad de Innsbruck en Austria han efectuado estudios similares, y en América Latina los intentos por establecer los motivos que pueden llevar a una empresa a pasar de la longevidad a la perdurabilidad son escasos. Se resalta en este sentido el trabajo de la Universidad Externado de Colombia en el periodo 1997-2000 y la investigación de DelaCerda-Gastélum (2009)

A Penetration-free Nonsmooth Dynamics Method for Frictionless Contact/Impact Problems

International audienceThis paper studies numerical algorithms for the simulation of mechanical systems including rigid and flexible bodies, kinematic joints and frictionless contact conditions. The condition of impenetrability of the bodies in contact is expressed as a unilateral constraint, with the consequence that impacts and/or instantaneous changes in the velocities may arise in the dynamic response. When dynamic contacts are analyzed between elastic solids and structures, the gap velocity is necessarily discontinuous otherwise a non-physical penetration of the bodies would occur. When contacts between rigid bodies are studied, e.g., in multibody systems, impulsive reaction forces can also occur leading to an instantaneous change in the linear and angular momenta of each body. Standard schemes, such as the Newmark, HHT or generalized-α methods, are not consistent in these cases since the numerical response may artificially generate energy when a contact occurs. In order to analyze impact phenomena, nonsmooth time integration methods have been proposed in the literature and can be classified into two main groups, namely, event-driven schemes and time-stepping schemes. Event-driven schemes are accurate for the free flight smooth motions and are especially suitable for small multi-body systems with a limited number of events, but they become inefficient if frequent transitions occur in a short time. Time-stepping methods, such as Moreau–Jean scheme, have been proven to be convergent and robust even for a large number of events, and are extensively applied as the solution to nonsmooth system models

The nonsmooth generalized-α scheme with a simultaneous enforcement of constraints at position and velocity levels.

International audienceIn this work, we present a formalism for the numerical time integration of nonsmooth dynamical systems composed of rigid and flexible bodies, kinematic joints and frictionless contact conditions. The proposed algorithm guarantees the exact satisfaction of the bilateral and unilateral constraints both at position and velocity levels, extending a previous work on the development of the generalized-α scheme for computational contact mechanics. Following the idea of Gear, Gupta and Leimkuhler, the equation of motion is reformulated so that the bilateral and unilateral constraints appear both at position and velocity levels which amounts to solving two complementarity conditions at both position and velocity levels at each iteration using a monolithic semi-smooth Newton procedure