Specific heat effects in two-dimensional shock refractions

Compressible mixtures in supersonic flows are subject to significant temperature changes via shock waves and expansions, which affect several properties of the flow. Besides the widely studied variable transport effects such as temperature-dependent viscosity and conductivity, vibrational and rotational molecular energy storage is also modified through the variation of the heat capacity cp and heat capacity ratio gamma , especially in hypersonic flows. Changes in the composition of the mixture may also modify its value through the species mass fraction Yalfa, thereby affecting the compression capacity of the flow. Canonical configurations are studied here to explore their sharply conditioned mechanical equilibrium under variations of these thermal models. In particular, effects of cp(T , Yalfa) and gamma (T , Yalfa) on the stability of shock-impinged supersonic shear and mixing layers are addressed, on condition that a shock wave is refracted. It is found that the limits defining regular structures are affected (usually broadened out) by the dependence of heat capacities with temperature. Theoretical and high-fidelity numerical simulations exhibit a good agreement in the prediction of regular shock reflections and their post-shock aerothermal properties.Work produced with the support of a 2019 Leonardo Grant for Researchers and Cultural Creators, BBVA Foundation and Project PID2019-108592RB-C41 and PID2019-108592RA-C43 (MICINN/ FEDER, UE). Numerical simulations were carried out on the MareNostrum 4 supercomputer with the Grant RES FI-2019-1-0046. The authors gratefully acknowledge Arnaud Mura, CNRS researcher at Institut PPRIME in France, for the numerical tool CREAMS.Publicad

Ignition and extinction analyses of spray diffusion flames

Mención Internacional en el título de doctorThe present dissertation deals with the description of the interacting multiscale processes governing spray vaporization and combustion downstream from the near-injector atomization region in liquid-fueled burners. The analysis incorporates rationally derived simplifications based on the disparity of length and time scales present in the problem. In particular, it is shown how the disparity of the scales that – to the droplet size, interdroplet spacing, and width of the spray jets, ensures the validity of their homogenized description. The two-way coupling associated with exchanges of mass, momentum, and energy between the gas and the liquid phases is dominated by the homogenized exchanges with the gas provided collectively by the droplets, and not by the direct interaction between neighboring droplets. The resulting multicontinua formulation is used as a basis to investigate different aspects of spray combustion, including diffusion-flame structures and finite-rate effects i) The laminar coflow mixing layer separating a hot-air stream from a monodisperse spray carried by either an inert gas or air is investigated numerically and analytically in an effort to increase understanding of the ignition process leading to stabilization of high-speed spray combustion. The problem is formulated in an Eulerian framework, with the conservation equations written in the boundary-layer approximation and with a one-step Arrhenius model adopted for the chemistry description. A phenomenon that is amenable to a theoretical analysis based on activation-energy asymptotics, presented here, following earlier ideas developed in describing unsteady gaseous ignition in mixing layers. By way of contrast, when the amount of fuel vapor reaching the hot boundary is small, as is observed in the computations employing the thermochemical properties of methanol, the incipient chemical reaction gives rise to a slowly developing lean deflagration that consumes the available fuel as it propagates across the mixing layer towards the spray. The flame structure that develops downstream from the ignition point depends on the fuel considered and also on the spray carrier gas, with fuel sprays carried by air displaying either a lean deflagration bounding a region of distributed reaction or a distinct double-flame structure with a rich premixed flame on the spray side and a diffusion flame on the air side. For fuels carried by an inert gas, a trailing diffusion flame develops downstream from the ignition region, approaching at large distances a Burke-Schumann solution that can be described in terms of coupling functions, as shown in an appendix. ii) An axisymmetric opposed-jet configuration, involving a stream of hot air counterflowing against a stream of nitrogen carrying a spray of fuel droplets, is employed as a basis to address effects of droplet inertia on spray vaporization and combustion. The Reynolds numbers of the jets are assumed to be large, so that mixing of the two streams is restricted to a thin mixing layer that separates the counterflowing streams. The evolution of the droplets in their feed stream from the injection location is seen to depend fundamentally on the value of the droplet Stokes number St, defined as the ratio of the droplet acceleration time to the mixing-layer strain time close to the stagnation point. iii) The limit of large-activation energy is employed to investigate straininduced extinction of counterflow spray diffusion flames. As in the case of gaseous flames, which is treated separately in an appendix, for near-extinction conditions the flame structure is in the first approximation that corresponding to the limit of infinitely fast reaction, i.e., two outer regions of equilibrium flow separated by an infinitesimally thin reaction layer where the fuel vapor generated outside by the vaporizing droplets reacts with the oxygen of the air at a diffusion-controlled rate. The computation of the leading-order equilibrium solution, including the flame-sheet location and the associated peak temperature, fuel-consumption rate, and temperature gradients on both sides, is facilitated by the introduction of chemistry-free coupling functions that allow for general non-unity Lewis numbers of the fuel vapor. The formal analysis of the extinction regime requires consideration of the small departures from equilibrium occurring both in the thin reaction layer, whose inner structure is in the first approximation identical to that encountered in gaseous nonpremixed flames, and also in the outer regions, where the corrections are associated with the reactants leaking through the flame, whose description involves the integration of a set of coupled linear equations on each side of the flame sheet. Appropriate matching of the solution in the different regions provides expressions for the critical extinction conditions. The results of the asymptotic analysis enable strain-rate dependences on spray dilution, fuel-vapor diffusivity, and droplet inertia to be investigated.La tesis doctoral que se presenta a continuación nace con el objetivo de describir los procesos interactivos multiescala que controlan la vaporización y la combustión de sprays en sistemas de combustibles líquidos cerca de la zona de atomización. El análisis que se ha realizado considera una serie de simplificaciones basadas en la disparidad de escalas temporales y espaciales presentes en el problema. En concreto, se muestra cómo las diferentes escalas que al tamaño de las gotas, su interespaciado y el espesor del chorro de spray, permiten el empleo de una descripción homogeneizada de la fase dispersa. El coplamiento entre las fases líquida y gaseosa asociado al intercambio de masa, cantidad de movimiento y energía está dominado por los efectos colectivos homogeneizados de las gotas en el medio gaseoso y no tanto por la interacción directa entre las mismas. Ambas fases son tratadas como medios continuos, lo que da lugar a una formulación general de la que se hace uso para investigar diferentes aspectos de la combustión de sprays. En particular, con el objetivo de ahondar en el entendimiento de los fenómenos físico-químicos que aparecen en configuraciones realistas, se identifican tres problemas canónicos laminares que permiten investigar aspectos específicos de interés. i) Se plantea el estudio del proceso espontáneo de ignición en una capa de mezcla laminar en coflujo que separa una corriente de aire caliente y un spray monodisperso. El objetivo es mejorar el entendimiento del proceso de estabilización de llama en la combustión de sprays inyectados a altas velocidades en cámaras de combustión continua. En el estudio se hace uso de una formulación Euleriana, donde las ecuaciones de conservación se escriben en la aproximación de capa límite, incluyendo un modelo químico de un paso de tipo Arrhenius. El proceso asociado de explosión térmica se puede describir de manera teórica mediante el uso de métodos asintóticos basados en el valor elevado de la energía de activación. Por otro lado, si la cantidad de combustible gaseoso es insuficiente cerca de la zona caliente, tal y como ocurre en el caso del metanol, la ignición se produce de forma gradual en forma de una deflagración pobre que consume el combustible en su camino hacia el interior del spray. La estructura que presenta la solución aguas abajo del punto de ignición depende del tipo de combustible y del gas presente en el lado del spray. Cuando el spray es transportado por aire, la solución evoluciona o bien hacia una deflagración pobre o bien hacia una estructura doble incluyendo una llama de premezcla en el lado del combustible y una llama de difusión en el lado del aire. Para combustibles transportados por un gas inerte, se observa el desarrollo de una llama de difusión de tipo Burke-Schumann, cuya descripción detallada se aborda en uno de los apéndices. ii) El segundo estudio tiene como objetivo el análisis del efecto de la inercia de las gotas en los procesos de vaporización y combustión de sprays diluidos. Para ello, se considera la configuración de contraflujo axisimétrica que se establece entre una corriente de aire caliente y un spray de gotas de combustible líquido transportadas por una corriente de nitrógeno. El número de Reynolds de las corrientes se considera elevado, de forma que el proceso de mezclado se limita a una capa de mezcla delgada situada cerca del plano de remanso. La evolución de las gotas en su camino desde el punto de inyección hacia la zona de mezclado depende fundamentalmente del valor de su número de Stokes St, el cual se define como el cociente entre el tiempo de aceleración de las gotas y el tiempo fluidomecánico característico, dado por el inverso del ritmo de estiramiento. iii) Por último, se hace de nuevo uso de la configuración de contracorriente para estudiar el proceso de extinción de llamas de spray inducido por el estiramiento aerodinámico. Al igual que en llamas gaseosas, que se estudian separadamente en uno de los apéndices, cuando la reacción química es muy sensible a los cambios de temperatura, la estructura de la llama cerca de la extinción está dada en primera aproximación por la solución de Burke-Schumann: en la que aparecen dos regiones externas en equilibrio químico separadas por una lámina infinitamente delgada de reacción donde reaccionan el combustible generado por la vaporización de las gotas y el oxígeno del aire a un ritmo controlado por la difusión de los reactantes. El cálculo de la citada solución proporciona la posición de la llama, la temperatura pico de la misma, el ritmo de quemado del combustible y los gradientes de temperatura a ambos lados de la zona de reacción. Estas cantidades son de interés para llevar a cabo el análisis de la extinción, para el que han de tenerse en cuenta las pequeñas perturbaciones a la solución de equilibrio químico tanto en la zona de reacción como en las regiones externas, estas últimas asociadas al sangrado de reactantes a través de la llama. La solución mediante expansiones asintóticas acopladas determina las condiciones críticas de extinción.This work was supported by the Spanish MCINN through project # CSD2010-00010.Programa Oficial de Doctorado en Mecánica de FluidosPresidente: Francisco José Higuera Antón.- Secretario: Eduardo Antonio Fernández Tarrazo.- Vocal: Luc Vervisc

Un mundo paralelo...¿o perpendicular?

Este Trabajo Fin de Máster presenta una propuesta de mejora de la unidad didáctica llevada al aula en el grupo de 2º de E.S.O. del IES Santa Isabel de Hungría en Jerez de la Frontera durante el periodo de prácticas del MAES en la especialidad de Matemáticas. El documento incluye el análisis crítico y reflexivo de las Prácticas sobre el que se argumentan y definen las mejoras, tales como un proyecto de aula, la introducción de la historia de las matemáticas, el uso de las nuevas tecnologías y la inclusión de los padres en el proceso de enseñanza y aprendizaje de los alumnos con el objetivo de mejorar su autonomía y motivación. Para ello se han tomado como referentes los aprendizajes adquiridos durante las sesiones del Máster, complementados por otros autores especializados en la materia en cuestión, así como por aquellos obtenidos durante la experiencia vivida en el periodo de prácticas. Finalmente, el trabajo presenta conclusiones y valoraciones sobre lo que aporta la propuesta presentada, sobre posibles nuevas mejoras y también sobre necesidades futuras de formación docente.This Master´s Dissertation presents proposals for improvement on the teaching plan put into practice with the group of students of 2º E.S.O. in the IES Santa Isabel de Hungría en Jerez de la Frontera during the internship period of the MAES in the field of Mathematics. This document includes critic and reflexive analysis of the internship experiences onto which improvements are being argued and defined, such as a classroom project, the introduction of the history of mathematics, the use of new technologies and the inclusion of student´s families in the teaching and learning process with the aim of improving their autonomy and motivation. To this end, the knowledge acquired during the Master´s sessions, complemented by that of other authors specialised in the subject in question, as well as those acquired during the internship period have been takes as references. Finally, the report presents conclusions and evaluations on the proposals for improvements developed, on possible new improvements and on future teaching training need

Caracterización hidrogeológica de la parte noroeste del acuífero Las Sierras

La presente investigación fue realizada en el municipio de Managua, departamento de Managua. Dicha investigación presenta en su desarrollo la caracterización física del área de estudio, en la cual, se tomó en cuenta el clima, precipitación, temperatura, evapotranspiración, taxonomía de suelos y geomorfología. Otros factores considerados durante la investigación fue la geología, debido a que se considera la base de la hidrogeología, ya que es la que se encarga de condicionar el medio en que fluyen las aguas subterráneas; para lograr cumplir con los objetivos se tomó en cuenta la recarga e infiltración, inventario de fuentes de aguas subterráneas (Pozos), hidrodinámica del acuífero, el análisis hidráulico del acuífero, calidad de las aguas y la hidroquímica de las misma

Interaction of a planar reacting shock wave with an isotropic turbulent vorticity field

Linear interaction analysis (LIA) is employed to investigate the interaction of reactive and nonreactive shock waves with isotropic vortical turbulence. The analysis is carried out, through Laplace-transform technique, accounting for long-time effects of vortical disturbances on the burnt-gas flow in the fast-reaction limit, where the reaction-region thickness is significantly small in comparison with the most representative turbulent length scales. Results provided by the opposite slow-reaction limit are also recollected. The reactive case is here restricted to situations where the overdriven detonation front does not exhibit self-induced oscillations nor inherent instabilities. The interaction of the planar detonation with a monochromatic pattern of perturbations is addressed first, and then a Fourier superposition for three-dimensional isotropic turbulent fields is employed to provide integral formulas for the amplification of the kinetic energy, enstrophy, and anisotropy downstream. Transitory evolution is also provided for single-frequency disturbances. In addition, further effects associated to the reaction rate, which have not been included in LIA, are studied through direct numerical simulations. The numerical computations, based on WENO-BO4-type scheme, provide spatial profiles of the turbulent structures downstream for four different conditions that include nonreacting shock waves, unstable reacting shock (sufficiently high activation energy), and stable reacting shocks for different detonation thicknesses. Effects of the propagation Mach number, chemical heat release, and burn rate are analyzed.This work was supported by the Ministry of Science, MEC (Grant No. ENE2015-65852-C2-1-R), and Fundación Iberdrola España (BINV-ua37crdy), Spain (C.H. and D.M-R), by the National Natural Science Foundation of China (Grants No. 51576176 and No. 91541202) and by the Special Program for Applied Research on Super Computation of the NSFC-Guangdong Joint Fund (T.J. and K.L)

The importance of teachers and high school students’ interaction in the English classroom to enhance EFL learning in a public school in the municipality of El Peñol

El propósito de este artículo es mostrar la influencia de la interacción entre el profesor y los estudiantes en un aula de inglés como lengua extranjera. El trabajo investigativo se llevon a cabo con un grupo de alumnos de octavo y noveno grado, en una escuela pública ubicada en El Peñol, Antioquia. Este estudio utiliza un método de investigación cualitativo y se centra principalmente en la realización de un estudio de caso, que nos permite describir, comparar, evaluar y comprender diferentes aspectos de este fenómeno de investigación. Los métodos de recolección de datos involucraron diarios de clase, observaciones no participantes y entrevistas semiestructuradas, lo que ayudó a los investigadores a conocer el alcance de la clase, la perspectiva del docente a través del diario de campo, la opinión de un tercero a través de observaciones y entrevistas, las cuales fueron desarrollados para explorar las experiencias y percepciones de los estudiantes sobre la interacción en las clases. Los hallazgos presentados en el estudio sugieren que la interacción entre los estudiantes y el profesor juega un papel importante en el aprendizaje de los estudiantes ya que a través de la interacción, los estudiantes pueden sentirse motivados a estar interesados ​​en participar en la clase de inglés. Además, también se convierte en un tema de discusión ya que a través de la interacción entre ambos agentes, el docente puede acercarse a los estudiantes teniendo en cuenta los factores que influyen en su interacción en el aula para potenciar su aprendizaje sobre el idioma inglés en el aula.The purpose of this paper is to show the influence of the interaction between teacher and students in an EFL classrooms. We work with a group of eighth and ninth graders, in a public school located in El Peñol, Antioquia. This study uses a qualitative research method and it is mainly focused on conducting a case study, which allows us to describe, compare, evaluate and understand different aspects of this research phenomenon. The data collection methods involved class journals, non-participant observations and semi-structured interviews, which helped the researchers to get to know the scope of the class, the teacher's perspective through the field journal, the opinion of a third party through observations and interviews which were developed to explore the students’ experiences and perceptions of the interaction in the classes. The findings presented in the study suggest that the interaction between both students and the teacher, it plays an important role in student learning since through the interaction, students can feel motivated to being interested in get engage in the English class. Moreover, it also becomes a subject matter since through the interaction between both agents, the teacher can approach students by taking into account the factors that influence their interaction in the classroom in order to boost their learning about the English language in the classroom

Aplicación de la Bolsa de Polietileno Fundido Reciclado en la Estabilización de la Subrasante de la Provincia de Chupaca - Junín

La presente investigación tuvo como problema general: ¿Qué resultado se obtiene de la aplicación de la bolsa de polietileno fundido reciclado para la estabilización de la subrasante de la carretera Yanacancha a Laive Vista Alegre en la provincia de Chupaca – Junín?, y como objetivo general: Evaluar el resultado de la aplicación de la bolsa de polietileno fundido reciclado para estabilizar la subrasante de la carretera Yanacancha a Laive Vista Alegre en la provincia de Chupaca – Junín y la hipótesis general que se verificó fue: La aplicación de la bolsa de polietileno fundido reciclado tiene como resultado mejorar las propiedades físicas y mecánicas de la subrasante de la carretera Yanacancha a Laive Vista Alegre en la provincia de Chupaca – Junín. El método general de investigación fue el científico, el tipo fue aplicada con un nivel descriptivo explicativo y de diseño cuasi experimental. La población correspondió al suelo de subrasante de la carretera Yanacancha a Laive Vista Alegre, en el distrito de Yanacancha, provincia de Chupaca del departamento de Junín, y consiste en un total de 25 especímenes; mientras que no se consideró un tipo de muestreo debido a que se consideró el censo, por lo que se tomó el total de la población. Los resultados que se obtuvo muestran que, al adicionar bolsas de polietileno fundidos mejoran las propiedades físicas y mecánicas del suelo. Siendo la dosificación óptima el 4% de BPF; debido a que con ella se logra una disminución del índice de plasticidad en 8.26 % y un incremento del CBR en 14.39 %, pero un mayor costo por metro cuadrado que los tratamientos convencionales. También se analizó el potencial de hidrógeno, el cual solo se modificó con la adición del 4 % de BPF, después de ello su valor se mantuvo constante Como conclusión se estableció que la aplicación de la bolsa de polietieleno fundio es factible para la estabilización de suelos finos de la carretera Laive Vista Alegre

Critical information literacy as a form of information activism

1-7[EN] Information literacy emerged in the 1970s to address information needs in an active and critical way. However, the increasing availability of information and the evolution of technology led information literacy to focus more on instrumental aspects and less on its cognitive, axiological, and critical dimensions. As a response, a new wave emerged to explicitly focus on the most critical and emancipatory aspects: Critical Information Literacy (CIL). This concept has been developed in a dynamic and spontaneous way through the various practices and publications on the topic and as a reflection of the social advances in recent decades. In this paper, CIL is presented as a means of action for informational activism to promote changes in society aligned with the values of human rights and social justice. We present a review of the main authors that have worked with CIL, including the active scene in Brazil and its Freirean influence, aiming at systematizing the concept and its main characteristics in a global landscape dominated by misinformation and absence of informational and digital competences. The concept of informational activism is presented and discussed as one of the main lines of action for Library and Information Science in today’s polarized society.SIThis work has been funded by the Spanish Ministry for Science and Innovation. Research project “Information literacy to combat hate speech in Compulsory Secondary Education and Further Education”. Reference PID2021-125420OB-I00

Theory of Weakly Exothermic Oblique Detonations

A simplified formulation, based on treating the ratio of the heat release to the postshock thermal enthalpy as a small parameter, accommodating arbitrary chemistry descriptions, is shown to reproduce computationally the same variety of phenomena as more complex formulations for oblique detonations with supersonic postshock flow. The resulting small relative variations of velocity and thermodynamic properties across the reaction region are described by linearized Euler equations written in characteristic form, supplemented by the linearized Rankine-Hugoniot jump conditions across the leading shock. The simplified formulation is used to analyze the interaction of the oblique detonation with a weak vortex sheet, for an Arrhenius irreversible reaction with an activation energy large compared with the postshock thermal enthalpy. The analysis reveals that, as ß, the product of the activation energy and the heat release divided by the square of the postshock thermal enthalpy, increases through values of order unity, decaying spatial oscillations, found for small values, are replaced by persistent nonlinear oscillations of finite amplitude for larger values. Beyond a critical value of ß the growth of the oscillation amplitude leads to the development of a singularity at the shock, an explosion, consistent with the formation of a triple point. Many related problems can be clarified with this formulation.The work of D.M.-R. and C.H. was supported by the Spanish Ministry of Science through Grant No. ENE2015-65852-C2-1-R) and by the Fundación Iberdrola España through Grant No. BYNVua37crdy. The work of A.L.S. and F.A.W. was supported by the U.S. AFOSR Grant No. FA9550-16-1-0443