Advances Techniques for Time-Domain Modelling of High-Frequency Train/Track Interaction

[EN] The aim of the present Thesis is to develop models for the study of very high-frequency phenomena associated with the coupling dynamics of a railway vehicle with the track. Through these models, this Thesis intends to address squeal noise as a particular case of rolling noise when the train negotiates a small radius curve. Wheel/rail interaction is the predominant source of noise emission in railway operations. Rolling contact couples the wheel and the rail through a very small area, characterised by strongly non-linear and non-steady state dynamics that differentiates rolling noise from any other noise problem. Wheel/rail contact problem is studied based on Kalker's variational theory and the local falling behaviour of the coefficient of friction is introduced by means of a regularisation of Coulomb's law. Its implementation shows that the influence of the falling friction on the creep curves can be assumed negligible, thus rolling contact is finally modelled using a constant coefficient of friction. Flexibility is introduced in railway substructures through the Finite Element (FE) method in order to cover the high-frequency range. This work adopts a rotatory wheelset model that takes computational advantage of its rotational symmetry. It also develops a cyclic flexible rail model that fixes the translational contact force in a spatial point of the mesh through a technique called Moving Element (ME) method. A modal approach is used to reduce significantly the number of degrees of freedom of the global problem and a diagonalisation technique permits to decouple the resulting modal equations of motion in order to increase the computational velocity of the time integrator. Simulations in curving conditions in the time domain are carried out for constant friction conditions in order to study if the proposed interaction model can reproduce squeal characteristics for different curve radii and coefficients of friction.[ES] El objetivo de la presente Tesis es desarrollar modelos para el estudio de fenómenos de muy alta frecuencia asociados a la dinámica acoplada de un vehículo ferroviario con la vía. A través de estos modelos, esta Tesis pretende abordar el fenómeno de los chirridos como un caso particular de ruido de rodadura en condiciones de curva cerrada. La interacción rueda/carril es la fuente predominante de ruido en las operaciones ferroviarias. El contacto es el responsable del acoplamiento entre la rueda y el carril a través de un área muy pequeña caracterizada por una dinámica fuertemente no lineal y no estacionaria. El problema de contacto rueda/carril se estudia mediante la teoría variacional de Kalker y la caída local del coeficiente de fricción se introduce por medio de una regularización de la ley de Coulomb, que muestra que su influencia sobre las curvas de fluencia se puede despreciar. Como consecuencia, el coeficiente de fricción se considera constante. La flexibilidad se introduce en las subestructuras ferroviarias a través del método de los Elementos Finitos (EF) para cubrir el rango de las altas frecuencias. La Tesis adopta un modelo de eje montado rotatorio que toma ventaja computacional de su simetría rotacional. También desarrolla un modelo de carril flexible y cíclico que fija la fuerza de contacto en un punto espacial de la malla mediante el método de los Elementos Móviles (EM). Se utiliza un enfoque modal para reducir significativamente el número de grados de libertad del problema global; las ecuaciones de movimiento resultantes en coordenadas modales se desacoplan mendiante una técnica de diagonalización para aumentar la velocidad computacional del integrador temporal. Las simulaciones en condiciones de curva en el dominio del tiempo se llevan a cabo en condiciones de fricción constante con el objetivo de estudiar si el modelo de interacción propuesto puede reproducir las características del chirrido en curva para diferentes radios de curva y coeficientes de fricción.[CAT] L'objectiu de la present Tesi és desenvolupar models per a l'estudi de fenòmens de molt alta freqüència associats amb la dinàmica acoblada d'un vehicle ferroviari amb la via. Aquests models permeten simular el soroll de rodament encara que, en particular, aquest treball es proposa abordar el fenomen del soroll grinyolant produït quan el tren negocia un radi de curvatura estret. La interacció roda/carril és la font predominant de l'emissió de soroll en les operacions ferroviàries. El contacte acobla la roda i el carril a través d'una àrea molt reduïda que es caracteritza per una dinàmica fortament no lineal i no estacionària. El problema de contacte roda/carril s'estudia mitjançant la teoria variacional de Kalker i el descens local del coeficient de fricció s'introdueix per mitjà d'una regularització de la llei de Coulomb, què demostra que la seua influència en les corbes de fluència es pot suposar insignificant. Per tant, s'utilitza un coeficient de fricció constant per a modelar el contacte. La flexibilitat s'introdueix en les subestructures de ferrocarril a través del mètode d'Elements Finits (EF) per tal de cobrir el rang d'alta freqüència. La present tesi adopta un model d'eix muntat rotatori que s'aprofita de la seua la simetria rotacional per a augmentar la eficiència computacional. També desenvolupa un model de carril flexible i cíclic que fixa la força de contacte en un punt espacial de la malla a través del mètode dels Elements Mòbils (EM). S'empra un enfocament modal per reduir significativament el nombre de graus de llibertat del problema global, al temps que s'implementa una tècnica diagonalització que permet desacoblar les equacions modals de moviment per a augmentar la velocitat computacional de l'integrador temporal. Les simulacions en les condicions de corba en el domini del temps es duen a terme per a condicions de fricció constant per tal d'estudiar si el model d'interacció proposat pot reproduir les característiques del soroll grinyolant per a diferents radis de corba i coeficients de fricció.Giner Navarro, J. (2017). Advances Techniques for Time-Domain Modelling of High-Frequency Train/Track Interaction [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90637TESI

Medida de parámetres termoeléctricos en un sistema constituido por dispositivos PELTIER SEEBECK.

El objetivo de este trabajo es diseñar un sistema de medida que obtenga ciertos parámetros termoeléctricos de un sistema constituido por un dispositivo Seebeck-Peltier. Para llevar a cabo las adquisiciones se utiliza como interfaz un módulo Arduino con sensores adheridos a los disipadores del sistema termoeléctrico y demás dispositivos auxiliares con el fin de adquirir la señal, por consiguiente estos datos se procesarán a través del programa Labview donde monitorizaremos los parámetros de medición que se llevará a cabo a través del Arduino. Previamente se habrá diseñado una estructura de refrigeración donde en él se ubicará la célula Peltier. Esta estructura estará constituida por 2 disipadores de igual tamaño, un aislante térmico que se coloca alrededor de la célula y por último un ventilador en la parte donde se disipe calor y así evitar un exceso de temperatura de la célula y su posible destrucción. La célula termoeléctrica escogida ha sido una de medio consumo (15,4V,6A),puesto que este sistema su función básicamente es medir los parámetros más importantes de cualquier célula Peltier independientemente de su consumo interno. Los parámetros termoeléctricos que se medirán de la célula Peltier son los siguientes: Coeficiente de Seebeck global, resistencia de la Peltier,Vin que inyectamos, la intensidad que absorbe y por último la diferencia de temperatura a la cual están sometidos los polos termoeléctricos. Todo ello medido en diferentes coeficientes de duty cycle (20%-100%). En el proyecto se comentan los algoritmos de monitorización y medición elegidos para el diseño por su maniobrabilidad, optimización, complejidad

Embedding and decoding hidden data channels on computer displays

In a given setup, a LCD screen is mounted horizontally so that objects, e.g. game tokens, can be placed on the surface of the display. A PC displays information on the screen, e.g. a floor plan of a board game. The object placed on the screen is equipped with one or more optical sensors that ¿look¿ at the display area under the object. The information captured by the sensor is transmitted back to the PC that displays the information (after optional pre-processing the object). In order to determine de position of the objects in the screen, the screen is partitioned into a large number of separate areas. A separate hidden data channel has to be implemented in each of these areas. The data transmitted through these data channels can be used to transmit position identifying the given area. The task of this work is to research and design a system for implementing such a multitude of hidden data channels on a video display with the following constraints: - The displayed hidden data channel shall be invisible or at least unobtrusive to the human eye in the chosen setup. - The capacity of the channel should be as large as possible. - The system should be able to function if the sensor is placed between two, or three of the hidden data channel areas. - The system needs to be robust against typical error signals like ¿strobing back light of the display¿. - The system should be able to adapt to special conditions found on different types of display families.Querol Giner, AJ. (2009). Embedding and decoding hidden data channels on computer displays. http://hdl.handle.net/10251/21015.Archivo delegad

Tokyo, anti-disaster city

[EN] In Tokyo, the shadow of earthquakes and their devastating fires has hovered over the city since its founding, but it has become darker since the Great Kanto Earthquake in 1923 and longer since the American bombings during the Second World War. For this powerful reason, the creation of a safe city prevails as the vital key of the city's construction. In this article, the urban mechanisms, which impose a slow transformation process of the city, used to fight against the urban vulnerability are studied aiming to keep its almost ten million inhabitants out of harm’s way. The methodology used consists of a scaling analysis of the city from top to bottom. From a wide view of the city of Tokyo, the study descends to Setagaya City and finally approaches Taishido District, last step of the urban project. This article is a summary of nine short texts and an epilogue which, along with their respective ten graphic documents, build the body of research. Thus, the readers are faced with a graphic essay made up of short chapters which will immerse them in the devastating events of the urban past of Tokyo and will shed light on a promising future.[ES] En Tokio la sombra de los terremotos y sus devastadores incendios ha sobrevolado la ciudad desde su fundación, pero la sombra se ha hecho más oscura desde el Gran Terremoto de Kanto en 1923 y más alargada desde los bombardeos del ejército norteamericano en la Segunda Guerra Mundial. Por esta poderosa razón, la creación de una ciudad segura se impone como la clave fundamental de la construcción de la ciudad. En este artículo se estudian los mecanismos urbanos utilizados para luchar contra la vulnerabilidad urbana, los cuales imponen un lento proceso de transformación de la ciudad, con el objetivo de poner a salvo sus cerca de 10 millones de habitantes cuando se produzca el próximo terremoto. La metodología utilizada consiste en un análisis escalar de la ciudad en sentido descendente. Desde una visión amplia de la Ciudad de Tokio la investigación desciende hasta el Barrio de Setagaya y finalmente se aproxima al Distrito de Taishido, último escalón del proyecto urbano. El artículo es un compendio de nueve textos cortos y un epílogo, que junto a sus respectivos diez documentos gráficos, construyen el corpus de la investigación. El lector pues se enfrenta a un ensayo gráfico formado por pequeños capítulos que le sumergirán en los devastadores episodios del pasado urbano de la Ciudad de Tokio y le alumbrarán sobre un esperanzador futuro.Durán Fernández, J.; Romera Giner, JP. (2018). Tokio, ciudad anti-desastre. EN BLANCO. Revista de Arquitectura. 10(24):115-122. doi:10.4995/eb.2018.8004SWORD1151221024Lerner, Jaime. Acupuntura urbana. Barcelona: I.D'arquitectura, Av. Catalunya, 2011.Sorensen, André. The making of urban Japan. Cities and planning from Edo to the twenty-first century. New York: RoutledgeCurzon, 2002.U.S. Strategic Bombing Survey. Urban Area Division. Effects of air attack on urban complex Tokyo-Kawasaki-Yokohama. Documento perteneciente a Boston Public Library. Internet Archives.Tokyo Metropolitan Government. Planning of Tokyo 1985. Tokyo: TMG, 1985.Tokyo Metropolitan Government. Tokyo Vision 2020. Driving change in Japan. Showing our best to the world. Tokyo: TMG, 2011

El extraordinario caso de la ciudad lineal de Tokaido

[ES] Durante trescientos años de la historia nipona reciente se produjo un evento urbano extremadamente original y antecesor de las ciudades-región de la actualidad. A este evento urbano se le ha llamado en esta investigación `la ciudad lineal de Tokaido¿ y aconteció entre los siglos XVII y XIX, un periodo de paz y aislamiento en Japón que aportaría una estructura urbana inédita en el mundo. Esta investigación analiza, trabajando sobre los precisos mapas pictóricos de Hishikawa Moronobu y otros documentos gráficos, esta estructura urbana lineal de quinientos kilómetros de longitud que cruzaría el país de parte a parte uniendo sus dos capitales y con una población cercana a los dos millones de habitantes. Y demuestra la continuidad urbana que la convierte en ciudad lineal. El artículo es un ensayo gráfico formado por pequeños capítulos que sumergirán al lector en una época del Japón ya urbana cuando Europa era todavía preurbana.[EN] During 300 years of the recent Japanese history, a very original urban event took place becoming a predecessor of today¿s region-cities. This urban event will be referred to in this research as `Tokaido Linear City¿ and occurred between the 17th and 19th Century, a time of peace and isolation in Japan that would contribute to an unprecedented and global urban structure. This research analyses, working with precise pictorial maps by Hishikawa Moronobu and other graphic documents, this five-hundred-kilometre urban linear structure that would cross the country from side to side connecting the two capitals with a population close to 2 million. This is a graphic work, made up of small chapters that will immerse the reader in an already urbanised Japan by the time Europe was still pre-urban.Durán Fernández, J.; Romera-Giner, JP. (2020). The Extraordinary Case of Tokaido Linear City. Constelaciones. (8):189-203. http://hdl.handle.net/10251/178404S189203

Innovación y cambio técnico en la agricultura.

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On the calculation of the Kalker's creep coefficients for non-elliptical contact areas

[EN] FastSim is the most widely used tangential contact method due to its accuracy and computational efficiency. However, its use is limited to elliptic contact areas, as it needs results from Kalker’s Linear Theory, a Hertzian contact theory, to obtain the so-called elastic parameters. This makes FastSim unable to face some of the current railway challenges, such as wear, corrugation, Rolling Contact Fatigue (RCF), wheel flats, etc. Taking this limitation into account, in the present work, an alternative methodology to Kalker’s Linear Theory is proposed, which will enable FastSim to deal with non-Hertzian conditions.The authors gratefully acknowledge the financial support of Agencia Estatal de Investigación and European Regional Development Fund (grant PRE2018-084067 and project TRA2017-84701-R).Gómez-Bosch, J.; Giner-Navarro, J.; Carballeira, J. (2022). On the calculation of the Kalker's creep coefficients for non-elliptical contact areas. En Proceedings of the YIC 2021 - VI ECCOMAS Young Investigators Conference. Editorial Universitat Politècnica de València. 288-294. https://doi.org/10.4995/YIC2021.2021.12313OCS28829

Bioconjugated Plasmonic Nanoparticles for Enhanced Skin Penetration

Plasmonic nanoparticles (NPs) are one of the most promising and studied inorganic nanomaterials for different biomedical applications. Plasmonic NPs have excellent biocompatibility, long-term stability against physical and chemical degradation, relevant optical properties, well-known synthesis methods and tuneable surface functionalities. Herein, we review recently reported bioconjugated plasmonic NPs using different chemical approaches and loading cargoes (such as drugs, genes, and proteins) for enhancement of transdermal delivery across biological tissues. The main aim is to understand the interaction of the complex skin structure with biomimetic plasmonic NPs. This knowledge is not only important in enhancing transdermal delivery of pharmaceutical formulations but also for controlling undesired skin penetration of industrial products, such as cosmetics, sunscreen formulations and any other mass-usage consumable that contains plasmonic NPs

Evaluación, mejora y diseño de una zona verde en el área del Port de Catarroja (Parque Natural de la Albufera)

[ES] El "Port de Catarroja" ubicado en el término municipal de Catarroja (Valencia) es un punto de interés común de la comarca de L'Horta Sud, y un símbolo para los habitantes del municipio. Se localiza a escasos kilómetros del casco urbano y pertenece al territorio del Parc Natural de L'Albufera. Entre el puerto, la huerta y parcelas relacionadas con la actividad agrícola, se encuentra una zona industrial abandonada, que cuenta con un par de naves y que amenaza el área natural de alrededor, debido a su estado y composición, afectando a la fauna, la vegetación, el paisaje y a la población. El objeto de este proyecto es elaborar una evaluación ambiental de la zona, para posteriormente, llevar a cabo una restauración y mejora de las condiciones actuales de la parcela, que ocupan las naves industriales abandonadas, teniendo en cuenta las características del medio. La idea es diseñar una zona verde, con vegetación típica de L'Albufera y donde se puedan desarrollar diferentes tipos de actividades. Se pretende dar un uso adecuado al suelo y generar un beneficio tanto para la población como a nivel ambiental, buscar el máximo potencial para poder establecer un punto de referencia dentro del Parc Natural de L'Albufera. Mejorar el turismo y la calidad de vida de los habitantes y trabajadores de la zona.[EN] The "Port de Catarroja" located in the municipality of Catarroja (Valencia) is a point of common interest in the region of L'Horta Sud, and a symbol for the inhabitants of the municipality. It is located a few kilometers from the town and belongs to the territory of the Parc Natural de L'Albufera. Between the port, the orchards and plots related to agricultural activity, there an abandoned an industrial zone, which has a couple of naves and threatens the surrounding natural area, due to its state and composition, affecting the fauna, vegetation, landscape and population. The objective of this project is to work on an environmental assessment of the area, and then to carry out a restoration and improvement of the current conditions of the plot, occupied by abandoned industrial buildings, taking into account the characteristics of the environment. The idea is to design a green area, with typical vegetation of L'Albufera and where different types of activities can be developed. It is intended to give proper use to the soil and generate a benefit for both the population and the environmental level, to seek the maximum potential to be able to establish a reference point within the Parc Natural de L'Albufera. Improve tourism and the quality of life of the inhabitants and workers of the area.Giner Valero, JM. (2017). Evaluación, mejora y diseño de una zona verde en el área del Port de Catarroja (Parque Natural de la Albufera) http://hdl.handle.net/10251/87864.TFG