MPI+X: task-based parallelization and dynamic load balance of finite element assembly

The main computing tasks of a finite element code(FE) for solving partial differential equations (PDE's) are the algebraic system assembly and the iterative solver. This work focuses on the first task, in the context of a hybrid MPI+X paradigm. Although we will describe algorithms in the FE context, a similar strategy can be straightforwardly applied to other discretization methods, like the finite volume method. The matrix assembly consists of a loop over the elements of the MPI partition to compute element matrices and right-hand sides and their assemblies in the local system to each MPI partition. In a MPI+X hybrid parallelism context, X has consisted traditionally of loop parallelism using OpenMP. Several strategies have been proposed in the literature to implement this loop parallelism, like coloring or substructuring techniques to circumvent the race condition that appears when assembling the element system into the local system. The main drawback of the first technique is the decrease of the IPC due to bad spatial locality. The second technique avoids this issue but requires extensive changes in the implementation, which can be cumbersome when several element loops should be treated. We propose an alternative, based on the task parallelism of the element loop using some extensions to the OpenMP programming model. The taskification of the assembly solves both aforementioned problems. In addition, dynamic load balance will be applied using the DLB library, especially efficient in the presence of hybrid meshes, where the relative costs of the different elements is impossible to estimate a priori. This paper presents the proposed methodology, its implementation and its validation through the solution of large computational mechanics problems up to 16k cores

Salvaguardar el interés superior del menor en su esfera jurídico-social en la adopción por parejas del mismo sexo

En la presente tesis, se realizó un análisis detallado sobre la adopción por parejas del mismo sexo, encaminada a la búsqueda del Interés Superior del Menor, por motivo de que se están vulnerando sus derechos fundamentales, ya que solo nos hemos preocupado por normar actividades sociales; dejando a un lado algo tan importante como lo es la niñez. Asimismo, es de suma importancia visualizar a la niñez hasta la edad adulta y por tanto, brindar protección a los menores con la finalidad de formar mujeres y hombres que sean capaces de tomar decisiones con responsabilidad y madurez. El desarrollo de este tema es de gran relevancia, ya que en la actualidad se debe salvaguardar los derechos del menor haciendo respetar sus garantías, para que así se puedan integrar de manera adecuada a su entorno, logrando tener una vida más estable fortaleciendo su vínculo con la sociedad. Resulta impresionante el daño generado al artículo 391 del Código Civil vigente para el Distrito Federal causado por la reforma legal al artículo 146 del mismo Código, ya que diversas Instituciones Defensoras de la Familia y la Infancia en México han manifestado su inconformidad ante esta modificación legal. Se establece que, en dicha reforma hizo falta estudios especializados en: Derecho, psicología y sociología, entre otras disciplinas, en base a lo dispuesto por el artículo 36 del Manual de Técnica Legislativa para la Asamblea del Distrito Federal; ya que por motivo de la mencionada reforma y, siendo este, un tema que conmueve a la sociedad, se ve afectado el sector más vulnerable que es la infancia, que en esencia el artículo 27 de la Convención Sobre los Derechos del Niño ordena “salvaguardar su desarrollo físico, mental, espiritual, moral y social”

Congelación asistida por campos magnéticos en alimentos líquidos

Freezing is a key process for food preservation, more and more different studies appear with different methods to improve the freezing technique. When carrying out the classic freezing, we find losses in its organoleptic properties such as the loss of flavor, color or variation in its texture and size, among others, the main cause of this deterioration in the quality of the food is the size of ice crystals formed during freezing. To reduce the size of ice crystals, several freezing methods have been studied, in this case the study will be carried out with the help of magnetic fields in freezing. To do this, two different types of magnetic fields have been used, an oscillating one caused by a current flowing through a coil and another static magnetic field produced by two magnets. Two different units of magnetic induction have also been applied in this case 2 mT and 4 mT. The most important parameters for the reduction of ice crystals are the nucleation time, the final freezing time and the phase transition time. This study analyzes how each of them varies in the application of magnetic fields in freezing. The results obtained in the study do not support the use of magnetic fields for freezing, although it is true that significant effects have been seen in static magnetic fields, this is not enough to justify the investment required by the industries to obtain the instruments with this technology. Finally, it should be noted that the results obtained have had a tendency to decrease these parameters, however, there is a lot of variability between the samples without which the use of the magnetic field could have had a more significant effect.La congelación es un proceso clave para la conservación de los alimentos, cada vez más aparecen diferentes estudios con diferentes métodos para la mejorar la técnica de congelación. Al llevar a cabo la congelación clásica nos encontramos con pérdidas en sus propiedades organolépticas como pueden ser la pérdida de sabor, de color o variación en su textura y tamaño entre otras, la principal causa de este deterioro en la calidad del alimento es el tamaño de los cristales de hielo formados durante la congelación. Para reducir el tamaño de los cristales de hielo se han estudiado varios métodos de congelación, en este caso se realizó el estudio con la asistencia de campos magnéticos en la congelación. Para ello se utilizaron dos tipos diferentes de campos magnéticos, uno oscilante provocado por una corriente fluyendo a través de una bobina y otro campo magnético estático producido por dos imanes. También se aplicaron dos diferentes intensidades de campo magnético en este caso 2 mT y 4 mT. Los parámetros más importantes para la reducción de los cristales de hielo son el tiempo de nucleación y el tiempo de transición de fase. En este estudio se analiza como varia cada uno de ellos en la aplicación de los campos magnéticos en la congelación. Los resultados obtenidos en el estudio no respaldan la utilización de los campos magnéticos para la congelación, si bien es cierto que se han visto efectos significativos en los campos magnéticos estáticos éste no es suficiente para justificar la inversión requerida por las industrias para la obtención de los instrumentos con esta tecnología. Finalmente cabe destacar que los resultados obtenidos han tenido una tendencia a disminuir esos parámetros, sin embargo, hay mucha variabilidad entre las muestras sin la cual podría haber tenido un efecto más significativo la utilización del campo magnético.La congelació es un procés clau per la conservació d’aliments, cada vegada apareixen més estudis diferents amb diferents mètodes per millorar la tècnica de congelació. Al dur-se al cap la congelació clàssica ens trobem amb pèrdues en les seves propietats organolèptiques com poden ser la pèrdua de sabor, de color o variació en la seva textura i mesura entre altres. La principal causa d’aquest deteriorament en la qualitat de l’aliment és la mesura dels cristalls de gel formats durant la congelació. Per reduir la mesura dels cristalls de gel s’han estudiat diversos mètodes de congelació, en aquest cas es va realitzar l’estudi amb l’assistència de camps magnètics en la congelació. Per això s’han utilitzar dos tipus diferents de camps magnètics, un oscil·lant provocat per una corrent fluint a través d’una bobina de coure i un altre camp magnètic estàtic produït per dos imants. També s’han aplicat diferents unitats d’inducció magnètica en aquest cas 2 mT i 4 mT. Els paràmetres més importants per la reducció dels cristalls de gel són el temps de nucleació, el temps final de congelació i el temps de transició de fase. En aquest estudi s’analitza com varia cadascun d’ells en la aplicació dels camps magnètics en la congelació. Els resultats obtinguts en l’estudi no recolzen la utilització dels camps magnètics per la congelació, si bé es cert que s’han vist efectes significatius en els camps magnètics estàtics aquests no són suficients per justificar la inversió requerida per les indústries per l’obtenció del instruments amb aquesta tecnologia. Finalment cau destacar que els resultats obtinguts han tingut una tendència a disminuir aquests paràmetres, tanmateix, hi ha molta variabilitat entre les mostres sense la qual podria haver tingut un efecte més significatiu la utilització del camp magnètic.Objectius de Desenvolupament Sostenible::3 - Salut i Benesta

A new analytical model to predict the transversal deflection under load of stepped shafts

Shaft deflection is a common phenomenon in machine design that has an important influence on the behavior of many transmission elements supported by the shafts, like gears, pulleys, sprockets, etc. This deflection can be estimated efficiently by using 1D models associated to beam theories, but machine shafts are usually stepped shafts and it has been demonstrated that classical beam theories do not predict accurately the deflection of this type of shafts. Thus, in this work, an equivalent model of the shaft to be used in conjunction with the Timoshenko beam theory has been proposed to improve the accuracy of the computed deflections. The new model substitutes the steps of the shaft by a linear variation of the diameter of the cross-section, removing the discontinuities caused by these steps. The slope of the linear variation provides new variables that are optimized locally and globally for the best coincidence with the deflection obtained with a realistic finite element model of the shaft. Then, two different approaches (with locally and globally optimized slopes) are proposed and their accuracy is investigated with 56 cases of study and with the analysis of a realistic gear drive. The results demonstrate the higher accuracy of the proposed model and the improvement with respect to the direct application of the Timoshenko beam theory

Procesos constituyentes, transiciones y principios de legitimidad a través del cine. Constituent processes, transitions and principles of legitimacy through cinema

El objetivo de este trabajo es compartir mi experiencia con el uso del cine como complemento didáctico en la enseñanza de ciertos apartados del programa de derecho constitucional. En concreto, señalaré algunas de las películas que he utilizado para discutir con los alumnos aspectos relacionados con el contractualismo, la Transición política española, y la evolución histórica del Estado.   The objective of this work is to share my experience with the use of cinema as a didactic complement in the teaching of certain sections of the constitutional law program. In particular, I will point out some of the films I have used to discuss with students aspects related to contractualism, the Spanish political transition, and the historical evolution of the State.

Fabrication of bulk and interdigitated organic solar cells and analysis of degradation mechanisms

En aquest treball es van fabricar cel · les solars orgàniques d'heterounió de volum, el qual van ser utilitzats diferents materials donadors i acceptors, com ara P3HT, PTB1 i PC70BM, PCBM, respectivament. L'anàlisi de procés de degradació va ser portat a terme en dispositius fotovoltaics on van ser presos aspecte com ara la preparacions de la barreja, control de morfologies en les capes actives, procés de tractament tèrmic i condicions d'entorn al qual van ser exposades les cel solars. En cada cas va ser usat la característica de corrent-voltatge per supervisar els paràmetres de rendiment del dispositiu fotovoltaic durant la seva operació en condicions de llum i baix foscor. Un model elèctric es va utilitzar per correlacionar els mecanismes físics amb els paràmetres de rendiment de la cel solar. A més, el protocol ISOS-D1 es va aplicar a les cel · les solars orgàniques sota diferents entorns per quantificar el temps de vida, estabilitat i identificar els mecanismes de degradació predominants en el mateix. Com a segona part d'aquesta tesi, les cèl · lules solars orgàniques interdigitadas d'heterounió van ser dissenyats, fabricats i caracteritzats elèctricament i òpticament. Les cel · les solars interdigitadas van ser comparades respecte les de bicapa i les de heterounió de volum. Tècniques d'extracció de càrrega i transitoris de fotovoltaje van ser aplicats per primera vegada sobre aquest tipus de cel solars. Els resultats van revelar que ambdues tècniques són adequades per a la caracterització de la variació de la densitat de càrrega sobre la polarització aplicada en aquest tipus de cel · les fotovoltaiques.En este trabajo se fabricaron celdas solares orgánicas de heterounión de volumen, el cual fueron utilizados diferentes materiales donadores y aceptores, tales como P3HT, PTB1 y PC70BM, PCBM, respectivamente. El análisis de proceso de degradación fue llevado a cabo en dispositivos fotovoltaicos donde fueron tomados aspecto tales como la preparaciones de la mezcla, control de morfologías en las capas activas, proceso de tratamiento térmico y condiciones de entorno al cual fueron expuestas las celdas solares. En cada caso fue usado la característica de corriente-voltaje para monitorear los parámetros de rendimiento del dispositivo fotovoltaico durante su operación en condiciones de iluminación y bajo oscuridad. Un modelo eléctrico se utilizó para correlacionar los mecanismos físicos con los parámetros de rendimiento de la celda solar. Además, el protocolo ISOS-D1 se aplicó a las celdas solares orgánicas bajo diferentes entornos para cuantificar el tiempo de vida, estabilidad e identificar los mecanismos de degradación predominantes en el mismo. Como segunda parte de esta tesis, las células solares orgánicas interdigitadas de heterounión fueron diseñados, fabricados y caracterizados eléctricamente y ópticamente. Las celdas solares interdigitadas fueron comparadas con respecto las de bicapa y las de heterounión de volumen. Técnicas de extracción de carga y transitorios de fotovoltaje fueron aplicados por primera vez sobre este tipo de celdas solares. Los resultados revelaron que ambas técnicas son adecuadas para la caracterización de la variación de la densidad de carga sobre la polarización aplicada en este tipo de celdas fotovoltaicas.In this work were fabricated organic solar cells of bulk heterojunction, which were used different donor and acceptor materials such as P3HT, PTB1 and PC70BM, PCBM, respectively. The analysis of degradation process was carried out on the photovoltaic devices where it were taken aspect as the blend preparations, control of morphologies on the active layers, annealing process and environment conditions that were exposed the solar cells. In each case was used current-voltage characteristic to monitor the performance parameters of the photovoltaic device during its operation in dark and under illumination conditions. An electrical model was used to correlate the physical mechanisms with the performance parameters of the solar cell. Additionally, ISOS-D1 protocol was applied to organic solar cells under different environments to quantify the lifetime, stability and identify the degradation mechanisms predominant in it. As second part of this thesis, interdigitated heterojunction organic solar cells were designed, manufactured and electrically and optically characterized. The interdigitated solar cells were compared regarding bilayer and bulk heterojunction solar cells. Charge extraction and transient photovoltage techniques were applied for the first time in this kind of solar cells. The results revealed that both techniques are suitable for the characterization of the charge density variation over the applied bias on this kind of devices

Right paraduodenal hernia in an adult patient: emergency management

We report a case of right paraduodenal hernia in an adult patient and its emergency diagnosis and management in an acute clinical presentation. A twenty-eight-year-old male patient was admitted in our outside hospital's emergency room after 12 hours of evolution of diffuse abdominal pain, nausea and vomiting. He referred a similar episode several months ago that ceased spontaneously. An abdominal CT scan with intravenous contrast demonstrated an encapsulated cluster of small bowel loops occupying mainly the right upper quadrant, lateral to the duodenum, suspicious for an internal hernia in the context of an intestinal malrotation. The patient underwent a laparotomy, which revealed a large sac containing dilated small bowel loops as shown by radiologic studies. The patient did well in postoperatory and was discharged home on the fourth day after the surgery. In a year follow up the patient remained asymptomatic.Pan African Medical Journal 2016; 2

Galactic Structure in the Outer Disk: The Field in the Line of Sight to the Intermediate-Age open Cluster Tombaugh 1

We employ optical photometry and high-resolution spectroscopy to study a field toward the open cluster Tombaugh 1, where we identify a complex population mixture that we describe in terms of young and old Galactic thin disks. Of particular interest is the spatial distribution of the young population, which consists of dwarfs with spectral types as early as B6 and is distributed in a blue plume feature in the color-magnitude diagram. For the first time, we confirm spectroscopically that most of these stars are early-type stars and not blue stragglers or halo/thick-disk subdwarfs. Moreover, they are not evenly distributed along the line of sight but crowd at heliocentric distances between 6.6 and 8.2 kpc. We compare these results with present-day understanding of the spiral structure of the Galaxy and suggest that they trace the outer arm. This range of distances challenges current Galactic models adopting a disk cutoff at 14 kpc from the Galactic center. The young dwarfs overlap in space with an older component, which is identified as an old Galactic thin disk. Both young and old populations are confined in space since the disk is warped at the latitude and longitude of Tombaugh 1. The main effects of the warp are that the line of sight intersects the disk and entirely crosses it at the outer arm distance and that there are no traces of the closer Perseus arm, which would then be either unimportant in this sector or located much closer to the formal Galactic plane. Finally, we analyze a group of giant stars, which turn out to be located at very different distances and to possess very different chemical properties, with no obvious relation to the other populations.Instituto de Astrofísica de La Plat

Performance evaluation of CoAP and MQTT with security support for IoT environments

World is living an overwhelming explosion of smart devices: electronic gadgets, appliances, meters, cars, sensors, camera and even traffic lights, that are connected to the Internet to extend their capabilities, constituting what is known as Internet of Things (IoT). In these environments, the application layer is decisive for the quality of the connection, which has dependencies to the transport layer, mainly when secure communications are used. This paper analyses the performance offered by these two most popular protocols for the application layer: Constrained Application Protocol (CoAP) and Message Queue Telemetry Transport (MQTT). This analysis aims to examine the features and capabilities of the two protocols and to determine their feasibility to operate under constrained devices taking into account security support and diverse network conditions, unlike the previous works. Since IoT devices typically show battery constraints, the analysis is focused on bandwidth and CPU use, using realistic network scenarios, since this use translates to power consumption.This work was supported in part by the Ministry of Economy and Competitiveness (Spain) under the project MAGOS (TEC2017-84197-C4-1-R) and by the Comunidad de Madrid (Spain) under the projects: CYNAMON (P2018/TCS-4566), co-financed by European Structural Funds (ESF and FEDER), and the Multiannual Agreement with UC3M in the line of Excellence of University Professors (EPUC3M21), in the context of the V PRICIT (Regional Programme of Research and Technological Innovation)