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• Numerical validation of hemodynamic factors in vascular diseases

  M. Bordone, E. Oñate, E. Soudah

  (2008). Research Report, Nº PI315

  
  

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• Desarrollo de modelos constitutivos avanzados para análisis del comportamiento no lineal de materiales de construcción

  M. Cervera

  (2008). Research Report, Nº PI316

  
  

  Abstract

  En este informe se describen algunos de los desarrollos recientes en modelos constitutivos avanzados para el comportamiento no lineal de materiales de construcción. El trabajo se centra especialmente en los modelos de simulación numérica del fenómeno de fisuración en hormigón estructural y otros geomateriales tales como la mampostería y la obra de fábrica. En la primera parte del informe se describen los enfoques principales para la simulación numérica de la fisuración a tracción en estructuras de hormigón: el de fisura discreta y el de fisura distribuida, para centrarse en el segundo. Dentro de éste, el informe describe en detalle un modelo escalar de daño continuo desarrollado en CIMNE. Este modelo de daño se basa en la partición del tensor de tensiones para poder capturar el comportamiento unilateral del hormigón al pasar de tracción a compresión y viceversa. El modelo propuesto adopta un formalismo basado en las deformaciones totales, lo cual aumenta su eficiencia algorítmica y lo hace especialmente apto para aplicaciones sísmicas y problemas de gran tamaño, tal como se muestra en las aplicaciones presentadas. En la última parte del informe se trata el tema de la localización de deformaciones y de daño y de la simulación numérica del colapso estructural. En esta parte se combina el modelo de daño distribuido presentado anteriormente con un algoritmo de rastreo de fisuras. La mejoría de las capacidades del modelo se hace patente en las aplicaciones mostradas y, especialmente, en el estudio de un arco semicircular de obra de fábrica con carga asimétrica, cuyos resultados son mucho más realistas que los que se obtienen con el modelo de daño distribuido en su forma original. El informe concluye con algunas observaciones sobre la utilidad de los modelos constitutivos avanzados y su aplicación por parte de los usuarios finales de programas comerciales o de propósito específico.

  Abstract
  En este informe se describen algunos de los desarrollos recientes en modelos constitutivos avanzados para el comportamiento no lineal de materiales de construcción. [...]

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• Development and characterization of semitransparent double skin PV façades

  J. Cipriano, C. Lodi, D. Chimisana, G. Houzeaux, O. Perpiñan

  (2008). Research Report, Nº PI324

  
  

  Abstract

  This research aims at developing new standardized typologies of semitransparent double skin façades formed by PV laminates in the outer skin. At present there are many buildings in Europe which incorporate such active façades, but all have been designed as user defined projects and very few accurately evaluate the feasibility of using the heat produced within the air gap. There is actually a lack of effective methodology to allow non-specialist architects to design and evaluate such façades. This research tries to address this situation: the Spanish PV manufacturer ISOFOTON, together with the partners of the PVTBUILDING project: CIMNE, the UdL, PICHAguilera, DOMUS and BSC have begun a collaboration to design industrialized modules constituted by an external semitransparent PV layer, a wide air gap and an internal glass layer. This paper describes the results of four stages of a more wide research: a detailed analysis of the existing double skin façades in office buildings and the definition of a family of standard PV modules and ventilated façades; an intensive evaluation of the existing heat transfer relations for asymmetrical heated vertical air channels; the programming of a dynamic transient solver based on TRNSYS and the validation of the codes with the set up of prototypes and the beginning of an experimental campaign.

  Abstract
  This research aims at developing new standardized typologies of semitransparent double skin façades formed by PV laminates in the outer skin. At present there are many [...]

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• Análisis elasto-viscoplástico en problemas bidimensionales con Stampack

  W. Castelló, F. Flores

  (2008). Research Report, Nº PI329

  
  

  Abstract

  Este informe presenta los avances logrados en la implementación dentro del código Stampack, de un modelo constitutivo elasto-viscoplástico del tipo de Perzyna para materiales isótropos con endurecimiento por deformación. El objetivo principal de incluir un modelo elasto-viscoplástico en Stampack, es la posibilidad de tener en cuenta como influye la velocidad de deformación en problemas industriales como el forjado o la extrusión. En estos problemas las temperaturas elevadas (más de un tercio de la temperatura de fusión) juegan un rol importante, provocando un estado viscoso en el material de manera que el flujo plástico resulta ser función de la velocidad de deformación del sólido. El modelo elegido resulta una extrapolación directa del modelo elasto-plástico basado en el gradiente de deformaciones propuesto por Garino [1]. El modelo elasto-visco-plástico unificado se corresponde al propuesto por Ponthot [2]. Aquí se ha empleado el trabajo de Garino y Ponthot et al.[3] para la definición de un benchmark aceptable para la comparación de resultados. En este informe se presenta el modelo elasto-viscoplástico implementado en el código de elementos finitos Stampack, y se muestra la primera etapa de prueba asociada con problemas en pequeñas deformaciones. Anteriormente Stampack no poseía un modelo elasto-viscoplástico para tratar problemas bidimensionales en deformaciones finitas. El contenido del informe es el siguiente: la sección 2 presenta la cinemática asociada al modelo, el modelo de endurecimiento viscoso y el esquema numérico de integración de la ecuación constitutiva. La sección 3 muestra el ingreso de datos a Stampack y cuáles son las rutinas involucradas en proceso de integración del modelo elasto-viscoplástico. Por último, la sección 4 contiene un problema de aplicación y se comparan los resultados del presente trabajo con los obtenidos por otros investigadores.

  Abstract
  Este informe presenta los avances logrados en la implementación dentro del código Stampack, de un modelo constitutivo elasto-viscoplástico del tipo de [...]

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• Nuevos elementos de lámina cusdrilateros sin rotaciones

  C. Estrada, F. Flores

  (2008). Research Report, Nº PI330

  
  

  Abstract

  El contenido de este informe semestral es el siguiente. En la Sección 3 se presentan los aspectos básicos de la formulación original del elemento BSQ. Se muestra la geometría donde se define “la parcela de elementos” y el sistema de coordenadas a utilizar y el cálculo de las curvaturas en función de las coordenadas de los nudos de la parcela. En la Sección 4 se describe una forma alternativa de tratar el campo de curvatura con motivos de extender las capacidades del BSQ al tratamiento de superficies quebradas y ramificadas. El cálculo de las deformaciones membranales se muestra en la Sección 5. En la Sección 6 se muestra el nuevo esquema particular de estabilización física y una forma alternativa de tratar las fuerzas de estabilización flexional. También se dan algunos detalles respecto al cálculo de fuerzas nodales equivalentes. En la Sección 7 se presenta algunos ejemplos de los elementos presentado incluyendo ejemplos no lineales. Finalmente se resumen algunas conclusiones.

  Abstract
  El contenido de este informe semestral es el siguiente. En la Sección 3 se presentan los aspectos básicos de la formulación original del elemento BSQ. [...]

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• La ciencia a l'enginyeria. El llegat de l'école polytechnique

  X. Oliver

  (2009). Research Report, Nº PI338

  
  

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• Lift maximization with uncertainties for the optimization of high‐lift devices

  Z. Tang, J. Périaux, E. Oñate, G. Bugeda

  (2008). Research Report, Nº PI314

  
  

  Abstract

  In this paper, the aerodynamic shape optimization problems with uncertain operating conditions have been addressed. After a review of robust control theory and the possible approaches to take into account uncertainties, the use of Taguchi robust design methods in order to overcome single point design problems in aerodynamics is proposed. Under the Taguchi concept, a design with uncertainties is converted into an optimization problem with two objectives which are the mean performance and its variance, so that the solutions are as less sensitive to the uncertainty of the input parameters as possible. Furthermore, the modified non‐dominated sorting genetic algorithms are used to capture a set of compromised solutions (Pareto front) between these two objectives. The flow field is analyzed by Navier–Stokes computation using an unstructured mesh. In order to reduce the number of expensive evaluations of the fitness function a response surface modeling is employed to estimate the fitness value using the polynomial approximation model. During the solution of the optimization problem, a semi‐torsional spring analogy is used for the adaption of the computational mesh to all the obtained geometrical configurations. The proposed approach is applied to the robust optimization of the 2D high‐lift devices of a business aircraft by maximizing the mean and minimizing the variance of the lift coefficients with uncertain free‐stream angle of attack at landing flight condition.

  Abstract
  In this paper, the aerodynamic shape optimization problems with uncertain operating conditions have been addressed. After a review of robust control theory and the possible [...]

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• Size effect and localization in J2 plasticity

  M. Cervera, M. Chiumenti

  (2009). Research Report, Nº PI331

  
  

  Abstract

  This paper studies the phenomenon of structural size effect and strain localization in J2 plasticity. Size effect is here understood as the change in the response of a given structure when the spatial dimensions are scaled up or down while the geometry and other relevant properties of the structure are preserved. The work exploits the advantages of the mixed displacement–pressure formulation in incompressible or quasi-incompressible situations. Elasto-J2-plastic constitutive behaviour with regularized softening is considered. Stability issues are discussed to ensure existence and uniqueness of the solution of the corresponding discrete finite element formulation. Numerical examples show that the formulation derived is able to solve a wide range of structural scales, including real life engineering applications. The results obtained do not suffer from spurious mesh dependence. Furthermore, the formulation includes the classical theories of perfect plasticity and linear fracture mechanics as limit cases.

  Abstract
  This paper studies the phenomenon of structural size effect and strain localization in J2 plasticity. Size effect is here understood as the change in the response of a given [...]

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• Fuel cells state of the art

  A. Jarauta, J. Pons Prats

  (2009). Research Report, Nº PI340

  
  

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• Las ingenierias: Unas profesiones de largo recorrido

  B. Suarez

  (2009). Research Report, Nº PI339

  
  

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