COLLECTIONS

Documents published in Scipedia

• Paralelización del código Stampack v7.10

  W. Castelló, F. Flores

  (2011). Research Report, Nº PI362

  
  

  Abstract

  El objetivo principal del presente informe es mostrar las mejoras en la performance del código Stampack, cuando se lo emplea en conjunto con OpenMP en máquinas del tipo multi-núcleo (ej.: Intel Core2 Duo, Intel Core2 Quad, etc) o multi-thread (ej.: Intel Core i3, i5, i7, etc). Esta última tecnología en los procesadores (multi-thread) permite aumentar de manera importante la potencia de cálculo, dado que además de contar con más de un procesador, permite aumentar los hilos (threads) de tareas simultaneas de cada núcleo. Por ejemplo un procesador Intel Core i3, puede tener dos procesadores y realizar dos tareas simultaneas por cada procesador, lo cual es equivalente a tener una máquina con cuatro procesadores. En el caso del procesador Intel Core i7 empleado en este trabajo cuenta con cuatro núcleos y la posibilidad de realizar dos tareas simultaneas por núcleo, lo cual equivale a tener ocho procesadores. La paralelización del software Stampack se ha realizado siguiendo la idea básica de modificar o intervenir mínimamente los archivos fuente originales de la versión serial. Bajo estas condiciones, se ha realizado un análisis de tiempos para detectar zonas del código que representen un importante porcentaje del tiempo total de cálculo. Para finalizar se debe destacar que el software paralelizado debe funcionar también de manera correcta cuando es ejecutado en ordenadores con un solo procesador, de manera que la versión paralela debe ser compatible en su totalidad con la versión serial original del código Stampack.

  Abstract
  El objetivo principal del presente informe es mostrar las mejoras en la performance del código Stampack, cuando se lo emplea en conjunto con OpenMP en máquinas [...]

  • 15
  •  read

• Simplificación de mallas de triángulos

  M. Pasenau, C. Andújar

  (2011). Research Report, Nº PI361

  
  

  Abstract

  El objetivo principal del proyecto de fin de carrera es el análisis, diseño, implementación y prueba de un algoritmo que permita simplificar rápidamente una malla de triángulos muy densa, tratando de minimizar tanto el error geométrico como el error de atributos definidos en la superficie, para que el usuario pueda interaccionar con ella en plataformas modestas.

  Abstract
  El objetivo principal del proyecto de fin de carrera es el análisis, diseño, implementación y prueba de un algoritmo que permita simplificar rápidamente [...]

  • 24
  •  read

• Possibilities of the particle finite element method for fluid-soil-structure interaction problems

  E. Oñate, M. Celigueta, S. Idelsohn, F. Salazar, B. Suarez

  (2011). Research Report, Nº PI357

  
  

  Abstract

  We present some developments in the Particle Finite Element Method (PFEM) for analysis of complex coupled problems in mechanics involving fluid-soil-structure interaction (FSSI). The PFEM uses an updated Lagrangian description to model the motion of nodes (particles) in both the fluid and the solid domains (the later including soil/rock and structures). A mesh connects the particles (nodes) defining the discretized domain where the governing equations for each of the constituent materials are solved as in the standard FEM. The stabilization for dealing with an incompressibility continuum is introduced via the finite calculus (FIC) method. An incremental iterative scheme for the solution of the non linear transient coupled FSSI problem is described. The procedure to model frictional contact conditions and material erosion at fluid-solid and solid-solid interfaces is described. We present several examples of application of the PFEM to solve FSSI problems such as the motion of rocks by water streams, the erosion of a river bed adjacent to a bridge foundation, the stability of breakwaters and constructions sea waves and the study of landslides.

  Abstract
  We present some developments in the Particle Finite Element Method (PFEM) for analysis of complex coupled problems in mechanics involving fluid-soil-structure interaction [...]

  • 124
  •  read

• El ciclo de las ideas en la I+D+I

  E. Oñate

  (2011). Research Report, Nº PI354

  
  

  Abstract

  Cuando se habla de la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación (I+D+I en siglas, que yo escribo todas en mayúsculas [1]) es frecuente confundir fines, medios y responsabilidades. La última moda parece que es exigir que los grupos que investigan en Universidades y Centros de I+D, sean "rentables". Es decir, se pretende que su investigación se financie con créditos públicos, que los resultados de la misma se implementen en el mercado rápidamente y que los beneficios de su comercialización sirvan para devolver los créditos y para refinanciar esos grupos. También parece que se echa de menos que las empresas investiguen más, es decir, que inviertan recursos en descubrir nuevos conocimientos. El límite caricaturesco de esas aspiraciones sería pretender que las empresas produjeran premios Nobel y que un grupo universitario estuviera entre los 10 primeros puestos en el ranking de la actividad económica de un país. Ciertamente, esto no es imposible, pero es altamente improbable. Lo contrario desgraciadamente es más frecuente. Es decir, que los investigadores universitarios en su afán por la supervivencia económica de sus grupos, descuiden sus tareas investigadoras y que las empresas, confundiendo lo que es un Departamento Técnico o de Proyectos, con un Departamento de Innovación, se consideren autosuficientes y menosprecien u obvien el contacto con el mundo de la I+D real.

  Abstract
  Cuando se habla de la investigación, el desarrollo tecnológico y la innovación (I+D+I en siglas, que yo escribo todas en mayúsculas [1]) es frecuente [...]

  • 32
  •  read

• On the use of exponential basis functions in the analysis of shear deformable laminated plates

  M. Shahbazi, B. Boroomand, S. Soghrati

  (2011). Research Report, Nº PI353

  
  

  Abstract

  In this report, we introduce a meshfree approach for static analysis of isotropic/orthotropic crossply laminated plates with symmetric/non-symmetric layers. Classical, first and third order shear deformation plate theories are employed to perform the analyses. In this method, the solution is first split into homogenous and particular parts and then the homogenous part is approximated by the summation of an appropriately selected set of exponential basis functions (EBFs) with unknown coefficients. In the homogenous solution the EBFs are restricted to satisfy the governing differential equation. The particular solution is derived using a similar approach and another series of EBFs. The imposition of the boundary conditions and determination of the unknown coefficients are performed by a collocation method through a discrete transformation technique. The solution method allows us to obtain semi-analytical solution of plate problems with various shapes and boundary conditions. The solutions of several benchmark plate problems with various geometries are presented to validate the results.

  Abstract
  In this report, we introduce a meshfree approach for static analysis of isotropic/orthotropic crossply laminated plates with symmetric/non-symmetric layers. Classical, first [...]

  • 17
  •  read

• Methodologies for tracking of load extremes and error estimation using probabilistic techniques

  R. Flores, E. Ortega, R. López

  (2012). Research Report, Nº PI375

  
  

  Abstract

  This work, conducted at CIMNE under ALEF project task 1.2.3, presents an investigation about the potential capabilities of neural networks to assist simulation campaigns. The discrete gust response of an aircraft has been chosen as a typical problem in which the determination of the critical loads requires exploring a large parameter space. A very simple model has been used to compute the aerodynamic loads. This allows creating a large database while at the same time retaining some of the fundamental properties of the problem. Using this comprehensive dataset the effects of network structure, training method and sampling strategy on the level of approximation over the complete domain have been investigated. The capabilities of the neural network to predict the peak load as well as the critical values of the design parameters have also been assessed. The applicability of neural networks to the combination of multi-fidelity results is also explored.

  Abstract
  This work, conducted at CIMNE under ALEF project task 1.2.3, presents an investigation about the potential capabilities of neural networks to assist simulation campaigns. [...]

  • 16
  •  read

• A four-noded quadrilateral element for composite laminated plates/shell using the refined zigzag theory

  A. Eijo, E. Oñate, S. Oller

  (2012). Research Report, Nº PI378

  
  

  Abstract

  A new bilinear 4-noded quadrilateral element (called QLRZ) for the analysis of composite laminated and sandwich plates/shells based on the refined zigzag theory (RZT) proposed by Tessler et al. [1] is presented. The element has seven kinematic variables per node. Shear locking is avoided by introducing an assumed linear shear strain field. The performance of the element is studied in several examples where the reference solution is the 3D finite element analysis using 20-noded hexahedral elements. Finally, the capability for capturing delamination effects is analyzed.

  Abstract
  A new bilinear 4-noded quadrilateral element (called QLRZ) for the analysis of composite laminated and sandwich plates/shells based on the refined zigzag theory (RZT) proposed [...]

  • 38
  •  read

• Puente Tensairity para pasarela peatonal en el PMT-UPC de Castelldefels (737-PRO-CA-5385)

  C. Estruch, B. Suárez, J. Marcipar

  (2012). Research Report, Nº PI380

  
  

  Abstract

  Actualmente el espacio formado por el “Parc Mediterrani de la Tecnologia” y el Campus Universitario de la Universitat Politècnica de Catalunya (PMT-UPC) de Castelldefels está en expansión. Es por ello que se está pensando en la construcción de dos pasarelas peatonales para cruzar la laguna de laminación de la “Olla del Rei”, conectando de esta forma el PMT-UPC con el paseo del Pitort. Dado que el PMT-UPC pretende ser un referente ambiental y tecnológico, se plantea como alternativa óptima la construcción de una pasarela peatonal ligera diseñada mediante una novedosa tecnología neumática conocida y patentada con el nombre de Tensairity®. Las estructuras ligeras son un reto para el ingeniero estructural y un importante avance hacia una arquitectura sostenible. Tensairity® es un concepto que hace referencia a estructuras neumáticas ligeras basadas en una sutil interacción entre cables, elementos de compresión, membranas y aire a baja presión. En Tensairity®, compresión y tracción están físicamente separados por una membrana de tejido hinchada a baja presión, el fin de la cual es, por un lado pretensar el elemento de tracción, y por el otro estabilizar el elemento de compresión frente al pandeo. Esto permite llevar al material hasta su límite plástico, tanto para tracción como para compresión, dando como resultado vigas que pueden ser varios órdenes de magnitud más ligeras que las vigas metálicas convencionales, manteniendo siempre su misma capacidad de carga. Aplicaciones ideales para esta tecnología son cerchas, estructuras con grandes luces, estructuras temporales, pasarelas peatonales o incluso estructuras de despliegue rápido para casos de emergencia, entre otras. La pasarela peatonal objeto de este proyecto está compuesta por dos partes bien diferenciadas, una pasarela Tensairity® que cruza la laguna de laminación y dos estructuras de madera a modo de embarcaderos, una a cada lado de la pasarela y donde ésta se apoya hasta alcanzar los caminos que bordean el trazado de la laguna. La pasarela Tensairity® está formada por dos vigas Tensairity® compuestas cada una de ellas por un tubo hinchable de PVC en cuya parte superior se apoya una viga de madera a modo de elemento de compresión y en su parte inferior una cinta de carga a modo de elemento de tracción. Sobre estas dos vigas se sustenta la superestructura de la pasarela formada por vigas transversales de madera sobre las que se apoya el tablero y las barandillas, también de madera. Las estructuras de apoyo se construyen igualmente en madera, con una tipología estructural similar al de la pasarela y mediante el uso de pilotes que recuerda en cierta manera los embarcaderos presentes en los ríos, de forma que la estructura completa esté integrada en el entorno.

  Abstract
  Actualmente el espacio formado por el “Parc Mediterrani de la Tecnologia” y el Campus Universitario de la Universitat Politècnica de Catalunya (PMT-UPC) [...]

  • 49
  •  read

• Continuum modelling using the discrete element method. theory and implementation in an object-oriented software platform

  M. Santasusana, E. Oñate

  (2012). Research Report, Nº PI381

  
  

  Abstract

  The Discrete Element Method is a relatively new technique that has nowadays and intense research in the field of numerical methods. In its first conception, the method was designed for simulations of dynamic system of particles where each element is considered to be an independent and non-deformable entity that interacts with other particles by the laws of the contact mechanics and moves following the second Newton’s law. This first approach for the DEM has obtained excellent results for granular media simulations or another discontinuouslike case. The existing challenge nowadays for the DEM is to be able to simulate the behaviour on a continuous media discretized by a mesh of particles ruled by the equations of the DEM. Although there exist more adequate methods to solve the continuous problem as they are the different variants of the Finite Element Method, the DEM is expected to have a better behaviour when the failure of the media occurs; in terms of tracking the evolution of the fracture locally between the elements of the discretization and also the post-fractural behaviour of the material. Nowadays, there are several DEM codes that try to solve this problem although there is no one which can assure an accurate solution applicable universally to any case. The objective of the present work is to develop calculation software for the Discrete Element Method included in the platform for numerical methods KRATOS, which is developed in CIMNE. One of the goals of the so-called DEM-Application is to be able to reproduce a wide set of engineering problems; not only the discrete ones such as the excavation or agroalimentary applications but also to reproduce the continuous media, simulating compression test for concrete or asphalt samples for instance. In addition it is desired that the application permits the coupling with another methods, particularly the Finite Element Method. In order to do this, the present work includes the study of all the advances and ideas that, globally in the numerical method field and particularly in CIMNE, have been discussed to give other approaches and to keep improving and developing the to the Discrete Element Method.

  Abstract
  The Discrete Element Method is a relatively new technique that has nowadays and intense research in the field of numerical methods. In its first conception, the method was [...]

  • 41
  •  read

• Proper generalized decomposition for parameterized Helmholtz problems in heterogeneous and unbounded domains: Application to harbor agitation

  D. Modesto, S. Zlotnik, A. Huerta

  (2013). Research Report, Nº PI401

  
  

  Abstract

  Solving the Helmholtz equation for a large number of input data in an heterogeneous media and unbounded domain still represents a challenge. This is due to the particular nature of the Helmholtz operator and the sensibility of the solution to small variations of the data. Here a reduced order model is used to determine the scattered solution everywhere in the domain for any incoming wave direction and frequency. Moreover, this is applied to a real engineering problem: water agitation inside real harbors for low to mid-high frequencies. The Proper Generalized Decomposition (PGD) model reduction approach is used to obtain a separable representation of the solution at any point and for any incoming wave direction and frequency. Here, its applicability to such a problem is discussed and demonstrated. More precisely, the separability of the operator is addressed taking into account both the non-constant coe

  Abstract
  Solving the Helmholtz equation for a large number of input data in an heterogeneous media and unbounded domain still represents a challenge. This is due to the particular [...]

  • 22
  •  read