Laboratorio de Plasmas Densos (PLADEMA)

Exposición realizada en el marco del  Encuentro del Ministerio de la Producción, Ciencia y Tecnología de la Provincia de Buenos Aires con autoridades y centros de la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires. Exposiciones de los directores de los Centros de Investigación propios, asociados y vinculados

A Python implementation in graphic processing unit of a lattice Boltzmann model for unstable three-dimensional flows in immersed permeable media

The implementation of a lattice Boltzmann model for three-dimensional permeable media with localized drag forces is presented. The model was previously introduced for two-dimensional geometries and follows the basics of the immersed boundary method. Permeable flows are much less stable than their counterparts in porous media and generally produce large coherent flow structures, such as vortex lines, rolls, and wakes. In addition, in permeable media, the small-scale geometry often needs to be represented to a high degree of detail in order to capture certain transport phenomena, such as micro-convection or pollination. Hence, both calculation speed and memory requirements are under strain. The present model was implemented in a graphic processing unit showing excellent performance in the calculation of stable and unstable flows in a rectangular channel partially obstructed by an array of parallel wires. In particular, the model is able to deal with small and medium spatial scales without losing the heterogeneous nature of permeable flows in the homogenization process. The algorithm to manage memory issues is described in detail, and the results of the test case for stable and unstable conditions show the capability of the method to simulate these types of flows.Fil: Boroni, Gustavo Adolfo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Sociales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Silin, Nicolas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Clausse, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentin

Experimental assessment on the performance of hot wire anemometry in and around a permeable medium by comparison with Particle Image Velocimetry

The air flow through a test section partially obstructed by a permeable array of wires was measured simultaneously by Hot Wire Anemometry (HWA) and Particle Image Velocimetry. The objective ofthe study was the assessment of the suitability of HWA for the measurement of flow velocities amid and adjacent to groups of small obstacles. In the present case the obstacles are set in a regular array configuring a highly permeable structure. The probe was placed at three characteristic positions: in the free flow close to the wire array, inside the permeable medium, and at the interface between the permeable structure and the free flow. The measurements were performed with the hot wire operating under natural convection and mixed convection heat transfer, and operating the hot wire at different overheat ratios. Natural convection plumes extending over several permeable volume elements were detected when the hot wire was under natural convection, in some cases reaching velocities up to 60 mm/s downstream from the hot wire position. For low velocity flows, natural convection can be regarded as a flow velocity offset, which becomes negligible at local velocities higher than 0.03 m/s. For higher velocities, in the mixed convection regime, the intrusivity of the HWA probe becomes relevant. Furthermore, the flow in the test section used in the study presents a linear instability that produces velocity fluctuations. Availing ourselves of this phenomenon we verified the dynamic response of the HWA at the lowest velocity where the flow shows periodic fluctuations; for a local mean velocity of (0.131 ± 0.012) m/s the HWA showed a satisfactory dynamic response up to 20 Hz.Fil: Silin, Nicolas. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Cuscueta, Diego Javier. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia de Investigación Aplicada; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; ArgentinaFil: Clausse, Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Tomografías industriales con el método de máxima entropía

En este artículo se presenta el método de máxima entropía que incorpora información adicional sobre el modelo del objeto, lo cual es aprovechado para mejorar la calidad de la reconstrucción tomográfica. Se muestra la reconstrucción de un conector metálico, a partir de 5 proyecciones con cierto nivel de ruido, tomadas a distinto ángulo. El método tiene en cuenta el error respecto de las proyecciones originales y la textura suave del material para realizar la reconstrucción tomográfica y obtener una imagen de buena calidad. Esta técnica tiene aplicaciones en casos donde la homogeneidad interna del material es conocida a priori desde su diseño y proceso de fabricación.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Simulation of phase separation in a Van der Waals fluid under gravitational force with Lattice Boltzmann method

Purpose – This paper aims to assess the accuracy of Lattice Boltzmann method (LBM) for numerical simulation of the stratification of a Van der Waals (VdW) fluid subjected to a gravity field and non-uniform temperature distribution. A sensitivity analysis of the influence of the pseudopotential parameters and the grid resolution is presented. The effect of gravity force on interface densities, density profiles and liquid volume fraction is studied. Design/methodology/approach – The D2Q9 multiple-relaxation-time pseudopotential LBM for two-phase flow is proposed to simulate the phase separation. The analytical solution for density profiles in a one-dimensional problem is derived and used as a benchmark case to validate the numerical results. Findings – The numerical results reproduce the analytical density profiles with great accuracy over a wide range of simulation conditions, including variations of the gravity and temperature fields. Particularly, the numerical simulations are able to represent the effect of gravity on the existence and position of the liquid– vapor boundary of an ideal pure substance in thermodynamic equilibrium. The sensitivity of the results to variations of the calibration parameters of the VdW pseudopotential was assessed. Research limitations/implications – The numerical simulations were performed assuming a VdW fluid in a 2-D cavity with one periodic direction for which analytical solutions for benchmarking purposes are possible to obtain. Originality/value – The following fundamental question is addressed: Is the pseudopotential LBM capable of simulating accurately the liquid–vapor equilibrium under gravity forces and temperature gradients? Moreover, regarding that the pseudopotential model requires the calibration of several internal parameters to achieve thermodynamic consistency, the sensitivity of the results to variations of these parameters is assessed.Fil: Fogliatto, Ezequiel Oscar. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Clausse, Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Teruel, Federico Eduardo. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Probabilistic algorithm for computed tomography

A probabilistic algorithm for on-line tomographic reconstruction of ellipse-like images is presented. The algorithm takes advantage of the characteristic preferential direction of the objects, constructing a guidance function to select the angles for subsequent radiographic projections. The simulation results confirm that the technique reduces the number of projections required to achieve a given quality limit.Eje: SimulaciónRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Estimación de la productividad en proyectos de desarrollo de software para aplicaciones de negocios

Se presenta una aplicación del modelo de estimación de productividad de Kitchenham-Mendes a una muestra de proyectos pequeños de aplicaciones de negocios. Fue necesario seleccionar métricas de tamaño de software, para lo cual se usaron la cantidad de transacciones y de caminos, las cuales mostraron buena correlación con el tamaño del software. De esta manera fue posible comparar la productividad de diversos ambientes de desarrollo.An application of the Kitchenham-Mendes model of productivity to a sample of modular software projects of small business tools was presented. Two special metrics of software size that showed good correlation with the effort were used, namely the number of transactions and the number of paths. The influence of the development context (academia or industry) on the productivity was analysed.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

A low-cost portable simulator of a domestic cat larynx for teaching endotracheal intubation

Objective: To design and construct an affordable simulator of the cat larynx for training intubation maneuvers and to share the designs for its fabrication. Study design: Research and development study. Animals: A domestic cat. Methods: The cadaver of a cat, dead by natural causes, was frozen in sternal recumbency with the neck extended and the mouth wide open. A computed tomography image was acquired and used to construct a digital three-dimensional (3D) model of the pharynx and trachea. A digitally adapted model was 3D-printed and used to generate a silicone model of these structures, which was placed within a wooden container. The quality of the simulator was assessed by 46 veterinary anesthesiologists and veterinarians with experience in tracheal intubation maneuvers, and their opinions were obtained through an anonymous questionnaire. Results: Several preliminary prototypes were assessed regarding stability, texture and cost. Finally, a silicone model of a cat larynx (LaryngoCUBE) was produced and encased in a wooden container. Results from the questionnaire showed high scores regarding anatomy, tissue texture and intubation maneuver realism, compared with the real procedure. Conclusions: and clinical relevance Use of LaryngoCUBE as a training tool may improve the skills of students and reduce the use of animals for teaching endotracheal intubation. Blueprints and computational models are provided online so that the simulator can be fully reproduced.Fil: Clausse, María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; ArgentinaFil: Nejamkin, Pablo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias. Departamento de Fisiopatología. Laboratorio de Farmacología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Bulant, Carlos Alberto. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; ArgentinaFil: Genaro, Ariel. Instituto de Profesorado de Arte Tandil; ArgentinaFil: Landivar, Florencia. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Veterinarias; ArgentinaFil: del Sole, Maria Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación Veterinaria de Tandil; ArgentinaFil: Clausse, Alejandro. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; Argentin

Conceptual Engineering of Plasma-Focus Thermonuclear Pulsors

A new method of significant efficiency enhancement, which is based on simultaneous interaction of electrons with an opposite wave at the second cyclotron harmonic, and a forward wave of the same frequency, at the fundamental cyclotron resonance, is proposed for the backward wave oscillator (gyro-BWO). Excitation of the forward wave results in significant efficiency enhancement, whereas the opposite wave provides a broadband feedback. This allows realizing a high-efficiency, frequency-tunable oscillator. Index Terms-Broadband gyro-oscillator, cyclotron resonance maser, gyro-BWO, gyro-TWT. )Fil: Moreno, Cesar Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; ArgentinaFil: Bruzzone, Horacio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; ArgentinaFil: Martínez, Javier. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; ArgentinaFil: Clausse, Alejandro. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comision de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil; Argentin

Aplication of the lattice boltzmann method to the simulation of easily penetrable complex obstructions

Se presenta la aplicación del Método de Lattice Boltzmann (LBM) a la simulación de flujos a través de obstrucciones complejas fácilmente penetrables. En particular nos interesa la simulación de flujos laminares estacionarios así como de flujos que presentan oscilaciones periódicas generadas por inestabilidades del flujo laminar. Para la simulación del flujo a través del medio poroso se utilizó un esquema originalmente desarrollado para bordes inmersos en el dominio de cálculo (IB - Immersed Boundary). Para validar los resultados numéricos se contrastaron con mediciones experimentales realizadas con anemometría térmica en un canal de aire y con los resultados de un análisis de estabilidad lineal. Los resultados de las simulaciones en condiciones de flujo estacionario, es decir a bajos números de Reynolds, muestran buena coincidencia con los resultados experimentales. Se pudo observar que el cambio a un modo de flujo con oscilaciones ocurre a un número de Reynolds por encima del valor crítico obtenido del análisis de estabilidad lineal. Finalmente se compararon los campos de las fluctuaciones de velocidad con el modo más inestable obtenido del análisis de estabilidad lineal, pudiendo observar un excelente acuerdo entre ambos.An application of the Lattice Boltzmann Method (LBM) to the simulation of flows through easily penetrable complex obstructions is presented. In particular we are interested in the simulation of stationary laminar flows and flows having periodic oscillations generated by laminar-flow instabilities. For simulating the flow through the porous medium we used a scheme originally developed for immersed boundaries in the calculation domain (IB – Immersed Boundary). To validate the numerical results they were compared with experimental measurements performed by means of thermal anemometry in an air channel, and with the results of a linear stability analysis. The results of the simulations in steady flow conditions, i.e. at low Reynolds numbers, show good agreement with the experimental results. It was observed that the mode transition to oscillating flow occurs at a Reynolds number above the critical value obtained from the linear stability analysis. Finally we compared the fields of velocity fluctuations with the most unstable mode obtained from the linear stability analysis, finding an excellent agreement.Fil: Silin, Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Area de Energía Nuclear. Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Boroni, Gustavo Adolfo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil; ArgentinaFil: Dalponte, Diego David. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Dottori, Javier Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Clausse, Alejandro. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Tandil; Argentina. Comision Nacional de Energia Atomica. Gerencia Quimica. CAC; Argentin