A parallel algorithm for deformable contact problems

In the field of nonlinear computational solid mechanics, contact problems deal with the deformation of separate bodies which interact when they come in touch. Usually, these problems are formulated as constrained minimization problems which may be solved using optimization techniques such as penalty method, Lagrange multipliers, Augmented Lagrangian method, etc. This classical approach is based on node connectivities between the contacting bodies. These connectivities are created through the construction of contact elements introduced for the discretization of the contact interface, which incorporate the contact constraints in the global weak form. These methods are well known and widely used in the resolution of contact problems in engineering and science. As parallel computing platforms are nowadays widely available, solving large engineering problems on high performance computers is a real possibility for any engineer or researcher. Due to the memory and compute power that contact problems require and consume, they are good candidates for parallel computation. Industrial and scientific realistic contact problems involve different physical domains and a large number of degrees of freedom, so algorithms designed to run efficiently in high performance computers are needed. Nevertheless, the parallelization of the numerical solution methods that arises from the classical optimization techniques and discretization approaches presents some drawbacks which must be considered. Mainly, for general contact cases where sliding occurs, the introduction of contact elements requires the update of the mesh graph in a fixed number of time steps. From the point of view of the domain decomposition method for parallel resolution of numerical problems this is a major drawback due to its computational expensiveness, since dynamic repartitioning must be done to redistribute the updated mesh graph to the different processors. On the other hand, some of the optimization techniques modify dynamically the number of degrees of freedom in the problem, by introducing Lagrange multipliers as unknowns. In this work we introduce a Dirichlet-Neumann type parallel algorithm for the numerical solution of nonlinear frictional contact problems, putting a strong focus on its computational implementation. Among its main characteristics it can be highlighted that there is no need to update the mesh graph during the simulation, as no contact elements are used. Also, no additional degrees of freedom are introduced into the system, since no Lagrange multipliers are required. In this algorithm the bodies in contact are treated separately, in a segregated way. The coupling between the contacting bodies is performed through boundary conditions transfer at the contact zone. From a computational point of view, this feature allows to use a multi-code approach. Furthermore, the algorithm can be interpreted as a black-box method as it solves each body separately even with different computational codes. In addition, the contact algorithm proposed in this thesis can also be formulated as a general fixed-point solver for the solution of interface problems. This generalization gives us the theoretical basis to extrapolate and implement numerical techniques that were already developed and widely tested in the field of fluid-structure interaction (FSI) problems, especially those related to convergence ensurance and acceleration. We describe the parallel implementation of the proposed algorithm and analyze its parallel behaviour and performance in both validation and realistic test cases executed in HPC machines using several processors.En el ámbito de la mecánica de contacto computacional, los problemas de contacto tratan con la deformación que sufren cuerpos separados cuando interactúan entre ellos. Comunmente, estos problemas son formulados como problemas de minimización con restricciones, que pueden ser resueltos utilizando técnicas de optimización como la penalización, los multiplicadores de Lagrange, el Lagrangiano Aumentado, etc. Este enfoque clásico está basado en la conectividad de nodos entre los cuerpos, que se realiza a través de la construcción de los elementos de contacto que surgen de la discretización de la interfaz. Estos elementos incorporan las restricciones de contacto en forma débil. Debido al consumo de memoria y a los requerimientos de potencia de cálculo que los problemas de contacto requieren, resultan ser muy buenos candidatos para su paralelización computacional. Sin embargo, tanto la paralelización de los métodos numéricos que surgen de las técnicas clásicas de optimización como los distintos enfoques para su discretización, presentan algunas desventajas que deben ser consideradas. Por un lado, el principal problema aparece ya que en los casos más generales de la mecánica de contacto ocurre un deslizamiento entre cuerpos. Por este motivo, la introducción de los elementos de contacto vuelve necesaria una actualización del grafo de la malla cada cierto número de pasos de tiempo. Desde el punto de vista del método de descomposición de dominios utilizado en la resolución paralela de problemas numéricos, esto es una gran desventaja debidoa su coste computacional. En estos casos, un reparticionamiento dinámico debe ser realizado para redistribuir el grafo actualizado de la malla entre los diferentes procesadores. Por otro lado, algunas técnicas de optimización modifican dinámicamente el número de grados de libertad del problema al introducir multiplicadores de Lagrange como incógnitas. En este trabajo presentamos un algoritmo paralelo del tipo Dirichlet-Neumann para la resolución numérica de problemas de contacto no lineales con fricción, poniendo un especial énfasis en su implementación computacional. Entre sus principales características se puede destacar que no hay necesidad de actualizar el grafo de la malla durante la simulación, ya que en este algoritmo no se utilizan elementos de contacto. Adicionalmente, ningún grado de libertad extra es introducido al sistema, ya que los multiplicadores de Lagrange no son requeridos. En este algoritmo los cuerpos en contacto son tratados de forma separada, de una manera segregada. El acople entre estos cuerpos es realizado a través del intercambio de condiciones de contorno en la interfaz de contacto. Desde un punto de vista computacional, esta característica permite el uso de un enfoque multi-código. Además, este algoritmo puede ser interpretado como un método del tipo black-box ya que permite resolver cada cuerpo por separado, aún utilizando distintos códigos computacionales. Adicionalmente, el algoritmo de contacto propuesto en esta tesis puede ser formulado como un esquema de resolución de punto fijo, empleado de forma general en la solución de problemas de interfaz. Esta generalización permite extrapolar técnicas numéricas ya utilizadas en los problemas de interacción fluido-estructura e implementarlas en la mecánica de contacto, en especial aquellas relacionadas con el aseguramiento y aceleración de la convergencia. En este trabajo describimos la implementación paralela del algoritmo propuesto y analizamos su comportamiento y performance paralela tanto en casos de validación como reales, ejecutados en computadores de alta performance utilizando varios procesadores.Postprint (published version

Recreation policies and programs for new immigrants to Canada

In this thesis I explored, through document analysis and interviews, how community recreation leaders can create supportive environments for participation and address barriers that negatively impact participation in leisure based physical activity among recent immigrant adults. The document analysis revealed opportunities for ethno-cultural recreation practices may be constrained by dominant values and norms entrenched in government policies and documents. Absent from the recreation policies were recommendations to preserve and enhance the multicultural heritage of Canadians. Interviews with municipal recreation administrators indicated fiscal restraints challenge municipal recreation from attending to the specific needs and interests of ethnic minority immigrants in the community. Interviews with Spanish-speaking recent immigrant adults revealed ethno-cultural recreation traditions are favored. An analysis of the three sub-problems revealed decision makers would benefit from understanding the cultural context of immigrant groups. Programs developed need to consider the interaction between leisure constraints and leisure facilitators

Epoxidation of light olefins on titanium silicates

The topic of present work was the epoxidation of light olefins on titanium silicate catalysts. Epoxidation of single olefins (ethene, propene, 1-butene and iso-butene) and mixtures of them were investigated. A material study allowed an extensive comparison of titanium silicate catalysts (TS-1 and Ti-MWW) and active sites, revealing the reactant-catalyst interactions present in the activation of the active titanium sites. The epoxidation of olefins was performed in a laboratory-scale trickle bed reactor operating under transient and stationary states. An extensive set of conditions was screened for each case in these gas-liquid-solid systems. Hydrogen peroxide was the epoxidation agent, while methanol and acetonitrile were used as solvents. The reactants and products were analyzed by gas chromatography. The single olefin epoxidation experiments in the trickle bed reactor revealed the changes in the dynamic behavior depending of the alkene chain length and the molecular structure. The epoxidation of olefin mixtures demonstrated to improve the catalyst stability. Nonetheless, the product selectivity was strongly affected by the number of olefins in the mixtures. Ternary mixtures displayed to be highly selective compared to binary olefin mixtures. The comparison of titanium silicates demonstrated important differences between these otherwise similar materials. Both materials displayed to be active under comparable mild conditions. However, Ti-MWW exhibited a better performance as acetonitrile was used as solvent, allowing a higher selectivity to the epoxide. TS-1 displayed to be more active, nevertheless, the utilization of methanol as the solvent generated a higher concentration of methoxy species as by-products. The analysis of the synthesis conditions of Ti-MWW demonstrated important changes with the calcination temperature. The acidity and surface areas demonstrated to be affected by this synthesis parameter. The analysis of reactant-catalyst interactions indicated differences in the titanium active site response depending on the material. The spectroscopic analysis of the materials was carried out in an ATR-FTIR system allowing the contact of the reactants and the catalyst under controlled conditions. The ex-situ analysis allowed the observation of changes in the framework titanium vibration, and the utilization of in-situ modulation excitation spectroscopy permitted the observation of changes in the vibration due to time dependent concentration gradients. The present study is a broad approach to the epoxidation on titanium silicates, being the reactants, materials and active sites studied. The utilization of transient techniques as step responses demonstrated to be a highly valuable tool to understand the behavior of reactive systems.El tema del presente trabajo fue la epoxidación de olefinas ligeras sobre catalizadores de titanosilicato. Se investigó la epoxidación de olefinas individuales (eteno, propeno, 1-buteno e isobuteno) y mezclas de ellas. Un estudio de materiales permitió una comparación exhaustiva de los titanosilicatos (TS-1 y Ti -MWW) y sus sitios activos, revelando las interacciones reactivocatalizador presentes en la activación de los sitios activos de titanio. La epoxidación de olefinas se realizó en un reactor trickle-bed a escala de laboratorio que operaba en estados transientes y estacionarios. Se evaluó un amplio conjunto de condiciones para cada caso en estos sistemas gas-líquido-sólido. El peróxido de hidrógeno fue el agente de epoxidación y se utilizaron metanol y acetonitrilo como disolventes. Los reactivos y productos se analizaron por cromatografía de gases. Los experimentos de epoxidación de olefinas individuales en el reactor trickle-bed revelaron los cambios en el comportamiento dinámico en función de la longitud de la cadena del alqueno y la estructura molecular. La epoxidación de mezclas de olefinas mejoró la estabilidad del catalizador. No obstante, la selectividad del producto se vio fuertemente afectada por el número de olefinas en las mezclas. Las mezclas ternarias mostraron ser altamente selectivas en comparación con las mezclas de olefinas binarias. La comparación de silicatos de titanio demostró diferencias importantes entre estos materiales por lo demás similares. Ambos materiales mostraron ser activos en condiciones comparables. Sin embargo, Ti-MWW exhibió un mejor desempeño ya que se usó acetonitrilo como solvente, lo que permitió una mayor selectividad al epóxido. TS-1 mostró ser más activo, sin embargo, la utilización de metanol como solvente generó una mayor concentración de especies metoxi como subproductos. El análisis de las condiciones de síntesis de Ti-MWW demostró cambios importantes con la temperatura de calcinación. La acidez y las áreas superficiales demostraron verse afectadas por este parámetro de síntesis. El análisis de las interacciones reactivo-catalizador indicó diferencias en la respuesta del sitio activo de titanio según el material. El análisis espectroscópico de los materiales se realizó en un sistema ATR-FTIR que permite el contacto de los reactivos y el catalizador en condiciones controladas. El análisis ex-situ permitió la observación de cambios en la vibración de titanio presente en la estructura de la zeolita, la utilización de espectroscopia de excitación de modulación in situ permitió la observación de cambios en la vibración debido a gradientes de concentración dependientes del tiempo. El presente estudio es un análisis amplio de la epoxidación sobre titanosilicatos, siendo analizados los reactivos, materiales y sitio activo. La utilización de técnicas transitorias como respuestas escalon demostró ser una herramienta muy valiosa para comprender el comportamiento de los sistemas reactivos.Temat för detta doktorsarbete är epoxiderig av lätta olefiner på titansilikatkatalysatorer. Epoxidering av enskilda olefiner (eten, propen, 1-buten och isobuten) samt blandningar av dem studerades ingående. Undersökning av katalytiska material möjliggjorde en omfattande jämförelse av titansilikatkatalysatorerna TS-1 och Ti-MWW inklusive aktiva säten i dessa material. Dessa studier avslöjade växelverkningar mellan reaktanterna och de aktiva sätena på katalysatorytan. Epoxidering av olefinerna genomfördes i en tricklebäddreaktor som arbetade i laboratorieskala under transienta och stationära betingelser. En omfattande kartläggning gjordes för det komplicerade gas -vätske-fastfassystemet. Alkenerna epoxiderades i metanol- och acetonitrillösningar, där väteperoxid användes som epoxideringsmedel. Reaktanterna och produkterna analyserades med gaskromatografi. Epoxideringsexperimenten av enskilda olefiner i tricklebäddreaktorn visade förändringar i det dynamiska beteendet beroende på alkenens kedjelängd och molekylstruktur. Närvaron av nya produkter bekräftades med hjälp av kromatografisk analys. Epoxidering av olefinblandningar förbättrade katalysatorns stabilitet. Produktselektiviteten påverkades dock starkt av antalet olefiner i reaktionsblandningen. Trekomponentblandningar av olefiner visade sig vara mera selektiva än binära blandningar. En jämförelse av titansilikater avslöjade väsentliga skillnader mellan dessa till synes liknande material. Båda materialen var aktiva under jämförbara milda reaktionsbetingelser. Ti-MWW presterade dock bättre, då acetonitril användes som lösningsmedel och gav en högre selektivitet av epoxider. TS-1 var mera aktiv men användningen av metanol som lösningsmedel ledde till ökad bildning av metoxikomponenter som biprodukter. En analys av syntesbetingelserna för Ti-MWW visade väsentliga förändringar beroende på kalcineringstemperaturen. Katalysatorns surhet och specifika ytarea påverkades av denna syntesparameter. En analys av växelverkningarna mellan reaktanterna och den fasta katalysatorn indikerade skillnader mellan responser som härstammade från aktiva titansäten på katalysatormaterialet. Spektroskopisk analys genomfördes i ett ATR-FTIR-system, vilket möjliggjorde en kontakt mellan reaktanterna och katalysatorn under välkontrollerade betingelser. Med in situ –analys kunde förändringar i vibrationerna i titanramverket observeras och utnyttjandet av moduleringsexcitationsspektroskopi avslöjade förändringar i vibrationerna p.g.a. tidsberoende koncentrationsgradienter. Detta arbete är en bred analys av alkenepoxidering på titansilikater genom att reaktanter, katalysatormaterial och aktiva säten studerades med olika metoder. Användningen av transienta experimentella metoder i form av stegsvar visade sig vara ett synnerligen värdefullt verktyg för en djupare förståelse av reaktiva system

Description of Sarcofahrtiopsis spinetta sp. nov. and new records of S. cuneata (Diptera: Sarcophagidae) in South America

This work provides, for the first time, records of the genus Sarcofahrtiopsis Hall (Diptera: Sarcophagidae) in Argentina and Ecuador. A new species of the genus collected in the Humid Chaco ecoregion of Argentina is described, S. spinetta sp. nov. Also, we report new distributional records for S. cuneata (Townsend) from Argentina and Ecuador. A key including all the species of Sarcofahrtiopsis and comparative illustrations of the phallic structures, to diagnose and separate the species, are provided.Fil: Mulieri, Pablo Ricardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Museo Argentino de Ciencias Naturales "Bernardino Rivadavia"; ArgentinaFil: Dufek, Matias Ignacio. Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Exactas, Naturales y Agrimensura. Laboratorio de Biología de los Artrópodos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Nordeste; Argentin

On the relative projective space

Let (C, ⊗, 1) be an abelian symmetric monoidal category satisfying certain exactness conditions. In this paper we define a presheaf P n C on the category of commutative algebras in C and we prove that this functor is a C-scheme in the sense of B. Toen and M. Vaquié. We give another definition and prove that they give isomorphic C-schemes. This construction gives us a context of non-associative relative algebraic geometry. The most important example of the construction is the octonionic projective spaceFil: Data, Matias Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Matemática; ArgentinaFil: Osorio Morales, Maria Juliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Investigaciones Matemáticas "Luis A. Santaló". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Matemáticas "Luis A. Santaló"; Argentin

Relict intrapampean dunes in Daireaux and Centinela del Mar, Buenos Aires.

Los sedimentos denominados informalmente "pampeanos" son reconocidos como un paquete de limos y limos arenosos depositados desde el Plioceno superior hasta el Pleistoceno superior, con dos intercalaciones marinas hacias el este, reconocidas fundamentalmente por acumulaciones de valvas marinas: el Interensenadense, y el Belgranense. En el oeste de la provincia de Buenos Aires una extensa área ha sido denominada Mar de arena. En canales próximos a Daireaux  y en acantilados marinos de Centinela del Mar, se describieron depósitos arenosos con estratificación diagonal de mesoescala que prueban la presencia de campos de arena por debajo de los depósitos limosos. Las edades del Pleistoceno superior han sido confirmadas por las asociaciones de vertebrados recuperados. En Centinela del Mar, la edad de estos médanos transversales que conformaban una barrera litoral ha sido también confirmada por su vinculación con el máximo nivel del mar alcanzado durante el interglacial Sangamon (Pleistoceno superior, 120.000 años AP).The sediments informally called "pampeanos" are recognized as a package of silts and sandy silts deposited from the Upper Pliocene to Upper Pleistocene, interfingered with two transgressions to the east, discriminated by shells concentrations: the Interensenadan and the Belgranian transgressions. To the west of the Buenos Aires province, an extended area with dunes was called Sand Sea. Within channels excavated in Daireaux, and sea cliffs from Centinela del Mar, mesoscale crossbeding were described probing the presence of sand fields overlaid by silt deposits. Upper Pleistocene ages were confirmed by the assemblages of vertebrate remains. In Centinela del Mar, the age of these transverse dunes that are composing a littoral barrier was also confirmed in their relation to the maximum sea level highstand reached during the Sangamon interglacial (Upper Pleistocene; 120,000 years BP).Fil: Isla, Federico Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; ArgentinaFil: Dondas, Alejandro. Museo Municipal de Ciencias Naturales "L. Scaglia"; ArgentinaFil: Taglioretti, Matias Luciano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras; Argentin

Derecho humano al medio ambiente primera condena penal en Argentina

The application of pesticides in farms near populated neighborhoods seriously affects the health of the resident population, and in an exemplary conviction –in September 2012– the criminal justice of Cordoba was issued in this regard, a sentence confirmed by both the Superior Court of Justice of Córdoba as by the Supreme Court of Justice of the Nation on September 12, 2017 The First Chamber of Crime, among its recitals, warns that the Ituzaingó Annex –affected neighborhood and object of the ruling “Gabrielli Jorge Alberto and other PSA Infraction Law 24.051”– had been declared in a sanitary emergency since 2002 and those who applied the pesticides knew that it was The health emergency was in force and there was a delicate situation regarding public health. The sentence was issued in September 2012 and confirmed successively in 2015 and 2017.La aplicación de plaguicidas en predios cercanos a barrios poblados afecta gravemente la salud de la población residente, y en un fallo condenatorio ejemplar –en septiembre de 2012– la justicia penal cordobesa se expidió al respecto, sentencia confirmada tanto por el Tribunal Superior de Justicia de Córdoba como por la Corte Suprema de Justicia de la Nación el 12 de septiembre de 2017. La Cámara Primera del Crimen, entre sus considerandos advierte que el barrio Ituzaingó Anexo –afectado y objeto del fallo "Gabrielli Jorge Alberto y otros P.S.A. Infracción Ley 24.051"–, había sido declarado en emergencia sanitaria desde 2002 y quienes aplicaron los plaguicidas sabían que estaba vigente la emergencia sanitaria y que se registraba allí una delicada situación en materia de salud pública. La sentencia fue dictada en septiembre de 2012 y confirmada sucesivamente en 2015 y 2017