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• Cobertura de una cartera de bonos con forwards en tiempo continuo

  B. Llacay, G. Peffer

  (2003). Research Report, Nº PI262

  
  

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• Aplicaciones de algoritmos que conservan la energía-momentum en dinámica no-lineal

  W. Matias Silva

  (2004). Research Report, Nº PI259

  
  

  Abstract

  En este trabajo se estudia los algoritmos de integración en el tiempo que se basan en el método α generalizado. Para realizar dicho estudio se adoptan los planteamientos desarrollados en KUHL & CRISFIELD [1999]. Por tanto, el principal objetivo es investigar el comportamiento, en el análisis dinámico no-lineal, de los siguientes algoritmos:   1. La regla de trapecio - RT; 2. La regla del punto medio - RPM; 3. El método de Newmark - NM; 4. El método α de Bossak - MαB; 5. El método α de Hilber - MαH; 6. El método α generalizado - MαG; 7. El método de energía-momentum - MEM; 8. El método de energía-momentum modificado - MEM+ξ; 9. El método de energía-momentum generalizado - MEMG; 10. El método de energía-momentum generalizado modificado - MEMG+ξ; Según las siguientes características deseables: 1. Estabilidad numérica; 2. Conservación y decaimiento de la energía total; 3. Mínima disipación de frecuencias bajas; 4. Máxima disipación de frecuencias altas; 5. Convergencia durante el proceso iterativo;   Para ello se ha analizado el problema del péndulo simple no-lineal discretizado con el elemento de barra bi-articulado. En la primera simulación numérica se ha tratado el péndulo como rígido mientras que en la segunda simulación se considera el péndulo elástico.

  Abstract
  En este trabajo se estudia los algoritmos de integración en el tiempo que se basan en el método α generalizado. Para realizar dicho estudio se adoptan [...]

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• Stability and robustness issues in numerical modeling of material failure in the strong discontinuity approach

  J. Oliver, A. Huespe, S. Blanco, D. Linero

  (2004). Research Report, Nº PI258

  
  

  Abstract

  Robustness and stability of the Continuum Strong Discontinuity Approach (CSDA) to material failure are addressed. After identification of lack of symmetry of the finite element  formulation  and  material  softening  in  the  constitutive  model  as  possible  causes  of  loss  of  robustness,  two  remedies  are  proposed:  1) a  symmetric  version  of  the  elementary  enriched  finite  element  with  embedded  discontinuities,  and 2) an implicit explicit integration of the  internal variable, in the constitutive model, that renders the tangent constitutive algorithmic operator positive definite and constant. The combination of both developments leads to finite element formulations with constant and non-singular tangent structural stiffness, these allowing dramatic improvements in terms of robustness and computational costs. After assessing the convergence properties of the new strategies, three-dimensional numerical simulations of failure problems illustrate the performance of the proposed procedures.

  Abstract
  Robustness and stability of the Continuum Strong Discontinuity Approach (CSDA) to material failure are addressed. After identification of lack of symmetry of the finite element  [...]

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• Development of a new FEM code for ship hydrodynamics analysis. Applications to the design of America's Cup yachts.

  E. Oñate, J. García-Espinosa

  (2004). Research Report, Nº PI257

  
  

  Abstract

  The objective of the project that is presented at the IV Prize Duran i Farell Award for Research and Technology is the development of a new computational code based on the finite element method for the fluid-dynamics analysis of vessels. The code allows to accurately reproduce the model basin tests (MBT) usually used for the experimental evaluation of the hydrodynamic resistance of ships. The new code, called Tdyn, is a much more economical and precise alternative to model basin tests, by allowing the analysis of the behavior of vessels in real scale, thus eliminating the usual scale errors in the experimental tests. Tdyn incorporates new mathematical models and advanced finite elements methods that have led to numerous international publications. Tdyn was jointly developed by researchers from the Technical University of Catalonia (UPC) of the Department of Strength of Materials and Structural Engineering of the Barcelona School of Civil Engineering and of the Department of Nautical Engineering and Science of the Faculty of Nautical Studies of Barcelona in the framework of several European and national projects carried out in collaboration with the research center CIMNE and the company Compass IS, as well as other prestigious companies in the naval architecture sector. Tdyn was applied to the design of several America’s Cup yachts (in particular, of the ALINGHI team, winner of the 2003 edition). Tdyn is currently commercialized worldwide through Compass IS, a spin-off of the UPC.

  Abstract
  The objective of the project that is presented at the IV Prize Duran i Farell Award for Research and Technology is the development of a new computational code based on the [...]

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• Optimization. An attempt at describing the State of the Art

  E. Pahl

  (2004). Research Report, Nº PI256

  
  

  Abstract

  This paper is an attempt at describing the State of the Art of the vast field of continuous optimization. We will survey deterministic and stochastic methods as well as hybrid approaches in their application to single objective and multiobjective optimization. We study the parameters of optimization algorithms and possibilities for tuning them. Finally, we discuss several methods for using approximate models for computationally expensive problems.

  Abstract
  This paper is an attempt at describing the State of the Art of the vast field of continuous optimization. We will survey deterministic and stochastic methods as well as hybrid [...]

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• El método de Level Set: Revisión y nuevas propuestas

  A. Valls, J. García-Espinosa, E. Oñate

  (2004). Research Report, Nº PI254

  
  

  Abstract

  El método Level Set utilizado en un amplio espectro de problemas de distinta índole, como la simulación de interfaces entre fluidos, el tratamiento de imágenes, la combustión,…tiene como principal objetivo la simulación numérica de la evolución de interfaces entre distintas regiones en contacto. El presente estudio es una revisión y aportación de nuevas propuestas para el método Level Set, en particular para su aplicación a la interfaz entre fluidos. Este método formulado independiente del tipo de método utilizado para la integración numérica de las ecuaciones en derivadas parciales que gobiernan el fenómeno a simular, disfruta de gran aceptación en el mundo de las diferencias finitas y existe abundante literatura al respecto. En este estudio se ha considerado la combinación del método Level Set y el método de Elementos Finitos no tan usual como en el caso anterior, dotando a este estudio de cierta singularidad. El estudio se ha organizado en 9 secciones o capítulos. En capítulos del 1 al 5 se presenta una introducción teórica al método Level Set con todo el rigor matemático. Se introducen también las últimas ideas desarrolladas en este campo. A lo largo de estos capítulos se propone a modo de ejemplo la aplicación del método Level Set a la interfaz entre dos fluidos. Los capítulos 6 y 7 se presentan los detalles computacionales de este método, así como los detalles de los algoritmos necesarios para la aplicación del método de Level Set. También se hace una revisión de la discretización por el método de los Elementos Finitos estabilizados de la ecuación de transporte, necesaria para la aplicación del método. Los capítulos 8 y 9 recogen varios resultados y conclusiones de la aplicación de este método a distintos ejemplos en dos y tres dimensiones, algunos de ellos presentes en gran parte de la literatura existente.

  Abstract
  El método Level Set utilizado en un amplio espectro de problemas de distinta índole, como la simulación de interfaces entre fluidos, el tratamiento de [...]

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• Neural networks ant the Multilayer Perceptron (with a Software Model)

  R. López

  (2004). Research Report, Nº PI253

  
  

  Abstract

  In this work we introduce the basic concepts of neural networks, their learning paradigms and learning tasks. We also describe diferent neuron models and network architectures. There are many diferent types of neural networks. Here we study in detail the multilayer perceptron, which is an important class of neural network. Finally we propose a software model for the multilayer perceptron.

  Abstract
  In this work we introduce the basic concepts of neural networks, their learning paradigms and learning tasks. We also describe diferent neuron models and network architectures. [...]

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• On application of robustness test for error estimators to patches near kinked boundaries in three dimensional problems: Part II, Test results for error estimators using SPR and REP

  B. Boroomand, F. Mossaiby

  (2004). Research Report, Nº PI251

  
  

  Abstract

  In this part of the paper we shall use the formulation given in the first part to assess the quality of recovery based error estimators using two recovery methods, i.e. Superconvergent Patch Recovery (SPR) and Recovery by Equilibrium in Patches (REP). The recovery methods have been shown to be asymptotically robust and superconvergent when applied to two dimensional problems. In this study we shall examine the behavior of the recovery methods on several three dimensional mesh patterns for patches located either inside or at boundaries. This is performed by first finding an asymptotic finite element solution, irrespective of boundary conditions at far ends of the domain, and then applying the recovery methods. The test procedure near kinked boundaries is explained in a step by step manner. The results are given in a series of tables and figures for various cases of three dimensional mesh patterns. It has been experienced that the full superconvergent property is generally lost due to presence of boundary layer solution and the definition of the recoveries near boundaries though the results of the robustness test is still within an acceptable range.

  Abstract
  In this part of the paper we shall use the formulation given in the first part to assess the quality of recovery based error estimators using two recovery methods, i.e. Superconvergent [...]

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• Economical exploitation of polymer coated steel sheet in large-scale production of new can types by the European can industry

  J. Rojek, E. Oñate, M. Chiumenti, M. Luege, F. Zarate, O. Fruitos, A. Ferriz, S. Oller

  (2004). Research Report, Nº PI252

  
  

  Abstract

  This report presents review of the state of the art of numerical modelling of polymers and polymer coated metal laminates and gives details of selected numerical models including those that will be used in the work in the project POLYCOAT. The first sections of the report contain characteristics of polymers which are important for the application studied in the project. Basic mechanical and thermal properties of the polymers are reviewed. Then constitutive models developed for polymers are reviewed based on literature and own work. Details of selected models are given. Deformation behavior of polymer coated metal laminates is considered with special attention to the phenomena at the polymer-metal interface. The numerical models for the interface are presented finally.  

  Abstract
  This report presents review of the state of the art of numerical modelling of polymers and polymer coated metal laminates and gives details of selected numerical models including [...]

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• Desarrollo del código de elementos finitos TDYN para estudio de la hidrodinámica de barcos. Aplicaciones al diseño de veleros de la Copa América.

  E. Oñate, J. García-Espinosa

  (2004). Research Report, Nº PI246

  
  

  Abstract

  En los últimos años CIMNE ha desarrollado en colaboración con la empresa COMPASS Ingeniería y Sistemas, S.A. (www.compassis.com) un nuevo código de cálculo basado en el método de los elementos finitos para el estudio fluido-dinámico de embarcaciones. El código permite reproducir de forma virtual con fidelidad el denominado “Canal de Ensayos Hidrodinámicos” (CEH) utilizado regularmente para la evaluación experimental de la resistencia hidrodinámica de barcos. El nuevo código, denominado TDYN, es una alternativa a mucho más económica y precisa a los ensayos en el CEH, al permitir analizar el comportamiento de barcos en el agua a escala real, eliminando así los errores de escala usuales en los ensayos experimentales. TDYN incorpora nuevos modelos matemáticos y métodos de elementos finitos avanzados que han llevado a término numerosas publicaciones internacionales. TDYN se desarrolló conjuntamente por investigadores de la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC) del Depto. De Resistencia de Materiales y Estructuras de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de Barcelona y del Departamento de Ciencia e Ingenieros Náuticas de la Facultad de Náutica de Barcelona en el marco de diversos proyectos europeos y nacionales llevados a término en colaboración con CIMNE y la empresa COMPASS, además de otras empresas de prestigio en el sector naval. TDYN se aplicó al diseño de diversos veleros de la Copa América (en particular por el equipo del barco ALINGHI ganador de la edición de 2003). TDNY lo comercializa actualmente en todo el mundo la empresa COMPASS, una spin-off de la UPC.  

  Abstract
  En los últimos años CIMNE ha desarrollado en colaboración con la empresa COMPASS Ingeniería y Sistemas, S.A. (www.compassis.com) un nuevo código [...]

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