Solute Transport Control at Channel Junctions Using Adjoint Sensitivity

Water quality control and the control of contaminant spill in water in particular are becoming a primary need today. Gradient descent sensitivity methods based on the adjoint formulation have proved to be encouraging techniques in this context for river and channel flows. Taking into account that most channels and rivers include junctions with other branches, the objective of this study is to explore the adjoint technique on a channel network to reconstruct the upstream boundary condition of the convection-reaction equation. For this purpose, the one-dimensional shallow water equations and the transport equation for a reactive solute are considered. The control is formulated through the gradient-descent technique supplied with a first-order iterative process. Both the physical and the adjoint equations are supplied with suitable internal boundary conditions at the junction and are numerically solved using a finite volume upwind scheme. The results reveal that the adjoint technique is capable of reconstructing the inlet solute concentration boundary condition in an acceptable number of iterations for both steady state and transient configurations using a downstream measurement location. It was also observed that the reconstruction of the boundary condition tends to be less effective the further away the measurement station is from the target

Implant treatment for a patient with aggressive periodontitis associated to diabetes mellitus. Clinical case report. Surgical phase

ABSTRACTDiabetes mellitus is a chronic degenerative disease characterized by a set of metabolic disorders and presence of hyperglycemia. When analyzing the effect of diabetes on implants, bone remodeling process alteration and deficient mineralization have been observed: these factors result in poorer bone integration. The aim of the present study was to describe surgical and implant treatment conducted in order to re-establish function and esthetics of a patient's periodontal and general circumstances. Resulting ridge (flange) preservation as well as elevation of the maxillary sinus achieved a suitable flange to place implants, by means of a tomographic surgical guide in preparation for further rehabilitation of implant-supported prostheses. As a conclusion we might propose that late diagnosis of aggressive periodontitis can lead to edentulism in young patients, which could be solved with endo-osseous implants

Algoritmos de regulación en flujos transitorios bidimensionales

El uso de métodos numéricos para predecir la forma de la lámina de agua o las variaciones de caudal en caso de flujos tanto estacionarios como no estacionarios es, hoy en día, una práctica necesaria dentro de la tecnología hidráulica moderna, ya que ofrece la posibilidad de evaluar, de una forma no muy costosa, la respuesta de los sistemas hidráulicos frente a una gran variedad de situaciones prácticas. En particular, la simulación numérica de flujos transitorios permite acceder, entre otras cosas, a la predicción de tiempos de tránsito de las ondas, alcanzados por los valores máximos en distintos puntos del dominio de cálculo. Esta información es esencial para el diseño de estrategias de prevención y puede ser combinada con algoritmos de regulación y optimización. Los problemas que acarrean las grandes precipitaciones y las consiguientes inundaciones es un tema de interés creciente en los últimos años. Grandes pérdidas económicas y sociales son las principales consecuencias que traen consigo estas inundaciones. Para poder actuar de una manera efectiva contra esto, una opción es la utilización de áreas de inundación controlada para almacenar la mayor parte de la crecida y devolver el agua al río una vez haya finalizado. Esto es, por otra parte, un reto, debido a que la aplicación de estos conceptos a cuencas urbanizadas que fueron desarrolladas hace mucho tiempo con zonas bajas ocupadas por infraestructura industrial, comercial y residencial se antoja muy complicada. El trabajo consiste en familiarizarse con modelos de simulación transitoria para flujos bidimensionales existentes en el grupo de investigación, recopilar información de elementos y algoritmos de regulación, establecer un caso test de aplicación y programar la combinación de ambos elementos para ensayar su potencial utilidad

Programación de un modelo de cálculo inverso para optimización de fenómenos de transporte

El objetivo de este Trabajo Fin de Grado es el desarrollo de una herramienta de regulación y optimización de flujos con transporte, por medio de modelos basados en variables adjuntas y técnicas de gradiente descendente. También se aplica el modelo a una confluencia de canales.<br /

Un modelo computacional de simulación de la dispersión de contaminantes en agua

En este Trabajo de Fin de Grado se han analizado varios modelos de dispersión para solutos pasivos en flujos transitorios de agua, familiarizándose así con algunas de las técnicas utilizadas en la resolución de este tipo de problemas. Para ello, previamente se ha estudiado la formulación del problema del transporte de un soluto pasivo en agua y realizado un análisis de sensibilidad al esquema numérico y malla de cálculo. Por último se han estudiado algunas técnicas de simulación y realizado un análisis de sensibilidad al modelo de dispersión

Estudio comparativo y análisis de sensibilidad de un modelo computacional de simulación hidráulica para flujos en superficie libre

El objetivo del Trabajo fin de Grado que se presenta es el análisis de la calidad de los resultados de un modelo computacional de simulación en volúmenes finitos para estudios medioambientales utilizando distintas técnicas de discretización espacial (mallas) y diferentes implementaciones de programación. Los problemas que se estudian son de flujo transitorio en superficie libre sobre superficies irregulares. Se trata de abordar estudios de inundabilidad mediante propagación de ondas. Para simular este tipo de fenómenos existen muchos modelos computacionales. La U.K. Environment Agency generó en 2009 un conjunto de situaciones tipo que permiten la comparaciṕon objetiva entre paquetes de simulación hidráulica comerciales. En este trabajo, el modelo computacional posee un núcleo de cálculo desarrollado en el Área de Mecánica de Fluidos de la Escuela de Ingeniería y Arquitectura (EINA) de la Universidad de Zaragoza, concretamente por el Grupo de Hidráulica Computacional. Es este núcleo de cálculo el que se somete a análisis y sobre el que se realiza el estudio comparativo

Modelización mediante CFD de un campo eólico de aerogeneradores sin palas usando Vortex Induced Vibration (VIV).

Este proyecto trata de ahondar en el conocimiento que se tiene sobre las interacciones entre aerogeneradores sin palas cuando se emplazan una junto a las otras para crear un campo eólico. Se basa en el prototipo ya existente de la empresa nacional Vortex Bladeless S.L., [8] donde se explican la estructura y funcionamiento de su aerogenerador. No obstante, en dicho estudio se pasa por alto el efecto que pueda tener la estela de un aerogenerador sobre otro. Para empezar, se exponen la estructura y método de trabajo de la que se componen los aerogeneradores sin palas, pasando a continuación a ilustrar los fenómenos físicos que toman parte en el funcionamiento de los aerogeneradores. Estos serán los fenómenos de mecánica de fluidos que se querrán luego reproducir mediante simulaciones. A continuación, se muestran los resultados obtenidos en los seis casos simulados en el software Ansys Fluent y su análisis. Se exponen las configuraciones geométricas empleadas en la generación de la malla computacional y los esquemas numéricos utilizados para la simulación, así como los resultados correspondientes de coeficientes de fuerza en la superficie de los aerogeneradores, velocidades de flujo y vorticidad. Se ha logrado observar cómo el desplazamiento lateral de los aerogeneradores a sotavento afecta en las fuerzas generadas sobre su superficie, aumentando estas cuando los vórtices de von Karman inciden parcial o completamente. Por último, se incluye un Anexo donde se indica el procedimiento empleado a la hora de crear los modelos computacionales en Ansys Fluent, incluyendo desde la creación de geometría, su mallado y optimización hasta la configuración del caso y la selección de modelos.<br /