[Resumen]La investigación actual en simulación computacional de artes de pesca se
centra en modelos numéricos eficientes capaces de predecir con precisión el comportamiento del material de la red. Esta tesis es un compendio de artículos relativos al desarrollo de un nuevo modelo que incluye la resistencia a la apertura. En primer lugar, se desarrollan varios modelos de rigidez no lineal para un hilo de red. El hilo es modelado como una viga biempotrada y su respuesta fuerzadesplazamiento es calculada mediante análisis por elementos finitos y aproximada por tres modelos diferentes. Se obtienen diferentes variantes en función de la expresión utilizada para aproximar dicha respuesta. El modelo propuesto supera las desventajas de los modelos previos. El modelo está basado en la rigidez a flexión, por tanto, se presenta también un procedimiento para cuantificarla. Aunque la metodología es similar a la de estudios previos, en esta tesis se aportan nuevas contribuciones, como un montaje experimental más simple.En cuanto a la simulación, el funcionamiento de un arte de pesca viene
determinado principalmente por su posición de equilibrio. En esta tesis se comparan
la robustez y eficiencia de los métodos de minimización de energía basados en el
gradiente y del método de Newton-Raphson, aplicándolos a un conjunto de
problemas representativos. Finalmente, se desarrolla una formulación basada en masas suspendidas para modelar la red. La formulación de masas suspendidas es ampliamente utilizada para modelar la red, pero en esta tesis los muelles que radicionalmente conectan los nodos son remplazados por el modelo de hilo propuesto. Además, los nudos de la red son modelados como esferas en lugar de masas puntuales. Aunque las expresiones del modelo propuesto son más complejas que las de los muelles, se demuestra que ambos modelos tienen un coste computacional similar. Para validar el modelo, un paño de red es simulado y comparado con resultados experimentales
En cuanto a la simulación, el funcionamiento de un arte de pesca viene determinado principalmente por su posición de equilibrio. En esta tesis se comparanla robustez y eficiencia de los métodos de minimización de energía basados en el
gradiente y del método de Newton-Raphson, aplicándolos a un conjunto de
problemas representativos.
Finalmente, se desarrolla una formulación basada en masas suspendidas para
modelar la red. La formulación de masas suspendidas es ampliamente utilizada para
modelar la red, pero en esta tesis los muelles que tradicionalmente conectan los
nodos son remplazados por el modelo de hilo propuesto. Además, los nudos de la red
son modelados como esferas en lugar de masas puntuales. Aunque las expresiones
del modelo propuesto son más complejas que las de los muelles, se demuestra que
ambos modelos tienen un coste computacional similar. Para validar el modelo, un
paño de red es simulado y comparado con resultados experimentales.[Abstract] Current research in computational simulation of fishing gears focuses on
efficient numerical models that accurately predict the behaviour of the netting
structure. This thesis is collection of four papers related to the development of a new
model that includes the mesh resistance to opening. Firstly, several nonlinear stiffness models of a net twine are developed. The net twine is modelled as a double-clamped beam and its force-displacement response is calculated by finite element analysis and approximated with three different models. The proposed models overcome the drawbacks of previous models. The twine model is based on the bending stiffness and other geometrical properties of the netting material, so, a procedure to quantify them is presented. Although the methodology is similar to the previous studies, several original contributions are introduced, like a simpler experimental set-up. This procedure is also used to validate the presented twine models with experimental data. Regarding the simulation, the performance of a fishing gear is mainly determined by its equilibrium shape. In this thesis, the robustness and efficiency of gradient-based energy minimization methods and Newton iteration are compared by applying them to a set of benchmark problems. Finally, a lumped mass formulation for netting structures is developed. The
lumped mass formulation is widely used to model netting structures, but in this thesis
the linear springs that traditionally connect the nodes are replaced by the developed
twine model. Besides, the knots are modeled as spheres instead of point masses.
Although the expressions of the presented model are more complex than those of the
spring model, it has been demonstrated that both models have a similar computational overhead. To validate the model, a netting panel is simulated and compared with experimental results.[Resumo] A investigación actual en simulación computacional de redes de pesca
céntrase en modelos numéricos eficientes, capaces de prever con precisión o
comportamento da estructura da rede. Esta tese é un compendio de artigos sobre o
desenvolvemento dun novo modelo que inclúe a resistencia á abertura. En primeiro lugar, desenvólvense varios modelos de rixidez non lineal para fíos de redes. O fío é modelado como unha viga biempotrada e a súa resposta de forza-desprazamento foi calculada mediante análise de elementos finitos e
aproximada mediante diferentes modelos. O modelo proposto supera as desvantaxes dos modelos anteriores. O modelo baséase na rixidez a flexión, e polo tanto, tamén se
presenta un novo método para cuantificala. Aínda que a metodoloxía é semellante á
de estudos anteriores, o novo método ten importantes vantaxas, como por exemplo
unha configuración experimental máis simple.
Con respecto á simulación, compárase a robustez e eficiencia de dúas familias
de métodos para calcular a posición de equilibrio: métodos de minimización
baseados no gradiente e método de Newton-Raphson, aplicándose a un conxunto de
problemas representativos.
Por último, desenvólvese unha nova formulación de masas suspendidas para estruturas de rede. A formulación de masa suspendida é amplamente utilizada para
modelar a rede, pero nesta tese os resortes que tradicionalmente conectando os nodos
son reemplazados polo modelo desenvolvido nesta tese. Ademais, os nós da rede son
modelados como esferas, en vez de masas puntuais. Aínda que as ecuacións do
modelo proposto son máis complexas do que as resortes, móstrase que ambos modelos posúen un custo computacional similar. Para validar o modelo, un pano de rede é simulado e comparado cos resultados experimentais
