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Estructura de la litosfera en el margen ibérico-mediterráneo
M. Martínez, J. Canas, X. Lana, L. Pujades

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (1)

Abstract
El objetivo de este estudio es la modelización de las variaciones laterales de la estructura elástica-anelástica de la litosfera en el margen mediterráneo de la peninsula Ibérica. Este trabajo se inscribe en el marco de un exhaustivo estudio tomográfico del sistema litosfera-astenosfera en la cuenca del mar Mediterráneo, basado en las propiedades dispersivas y atenuativas de las ondas de Rayleigh.
Abstract
El objetivo de este estudio es la modelización de las variaciones laterales de la estructura elástica-anelástica de la litosfera en el margen mediterráneo de la peninsula [...]
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Análisis sísmico de edificios con dispositivos de aislamiento de base elastoméricos
O. Salomón, S. Oller, A. Barbat

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (2)

Abstract
Los sistemas de aislamiento sísmico de base desacoplan parcialmente una estructura de los movimientos del terreno por medio de dispositivos colocados entre la estructura y su cimentación. De los diversos tipos de dispositivos desarrollados, los más utilizados son lo de elastómero laminado que están constituidos por capas alternadas de elastómero y acero. Este artículo es una contribución al tratamiento numérico conjunto de las estructuras con sus dispositivos de aislamiento de base de elastómeros laminados.
Abstract
Los sistemas de aislamiento sísmico de base desacoplan parcialmente una estructura de los movimientos del terreno por medio de dispositivos colocados entre la estructura [...]
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Aplicación de diversos métodos numéricos para el cálculo de la subsidencia unidimensional en un suelo
J. Alpañés, N. Carretero

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (2)

Abstract
El descenso experimentado por el nivel piezométrico en Murcia, durante la última sequía, ha ocasionado asientos en el subsuelo que han provocado daños de cierta envergadura, tanto por su extensión Se trata del primer caso de subsidencia producido en España. De otros estudios se deduce que el estudio de la subsidencia unidimensional es apropiado para describir el fenómeno.
Abstract
El descenso experimentado por el nivel piezométrico en Murcia, durante la última sequía, ha ocasionado asientos en el subsuelo que han provocado daños [...]
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Cálculo de los valores propios de matrices tridiagonales simétricas mediante la iteración de Laguerre
J. Badía, A. Maciá

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (2)

Abstract
En este trabajo se proponen dos nuevos algoritmos que utilizan la iteración de Laguerre para calcular los valores propios de una matriz tridiagonal simétrica. El primer algoritmo aplica esta iteración en el marco de método de bisección, logrando unas prestaciones mejores que las de cualquiera otro método de cálculo de raices usado hasta ahora. El segundo algoritmo utiliza el paradigma divide y vencerás y combina la utilización de modificaciones de rango uno con la iteración de Laguerre. Estos dos nuevos algoritmos se comparan con otros cinco que utilizan diferentes métodos para resolver el mismo problema de valores propios.
Abstract
En este trabajo se proponen dos nuevos algoritmos que utilizan la iteración de Laguerre para calcular los valores propios de una matriz tridiagonal simétrica. [...]
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Integración de tensiones en secciones de hormigón sometidas a flexocompresión esviada.
P. Sosa, J. Senach, M. Prada

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (2)

Abstract
En el presente artículo se describe un método numérico para la integración de las tensiones en las zonas no fisuradas de secciones de hormigón de forma cualquiera, sometidas a esfuerzos axiles y de flexión esviada. Dicha integración se lleva a cabo mediante un algoritmo automático que subdivide la zona no fisurada en un pequeño número de áreas cuadrangulares e integra las tensiones en cada una de ellas mediante cuadratura de Gauss.
Abstract
En el presente artículo se describe un método numérico para la integración de las tensiones en las zonas no fisuradas de secciones de hormigón de forma cualquiera, sometidas [...]
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Una aplicación del algoritmo de recocido simulado a la inversión de velocidades de fase y grupo y atenuación de ondas Rayleigh
J. Olarte, X. Lana, J. Canas

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (2)

Abstract
El algoritmo de recocido simulado es una técnica que tiene especial atención en problemas de inversión combinatorial, que utiliza analogías termodinámicas para obtener la solución del mejor modelo de una generación aleatoria de posibles modelos, lo que es lo mismo, la búsqueda del mínimo global de una determinada función de ajuste entre valores experimentales y valores generados por los posibles modelos Esta técnica evita que el proceso de inversión quede atrapado en un mínimo local de la función de ajuste, aceptando dicho algoritmo tanto variaciones en los posibles modelos asociados a decrementos de la función a minimizar, como variaciones relacionadas con incrementos de dicha función.
Abstract
El algoritmo de recocido simulado es una técnica que tiene especial atención en problemas de inversión combinatorial, que utiliza analogías termodinámicas para obtener [...]
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Análisis de esfuerzos en dominios bidimensionales utilizando un modelo de daño no local y el método de los elementos de contorno
M. Cerrolaza, R. García, J. Flórez

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (2)

Abstract
En este artículo se propone una formulación basada en el método de los elementos de contorno para el análisis de esfuerzos en medios elásticos con daño. El daño es caracterizado empleando una clase particular de modelos no locales: los modelos de daño por cuadrícula (grid-damage models). Se propone un algoritmo para la resolución numérica del problema de frontera planteado. La formulación y el algoritmo fueron verificados mediante la resolución numérica de varios problemas bidimensionales.
Abstract
En este artículo se propone una formulación basada en el método de los elementos de contorno para el análisis de esfuerzos en medios elásticos con daño. El daño es [...]
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Aproximaçoes estabilizadas de elementos finitos para escoamentos viscosos nao isotérmicos.
S. Frey

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (2)

Abstract
Neste artigo simulamos numericamente a transferencia de calor nos escoamentos incompressíveis transientes de Navier-Stokes via um método estabilizado de elementos finitos. Construido de maneira a heredar as características de estabilidade dos métodos estabilizados já introduzidos para os modelos de Stokes e advecçao-difusao de calor, o método empregado nao necessita atender à condiçao de Babusska-Brezzi e permanece estável e acurado mesmo em regimes de escoamentos fortemente advectivos. A característica evolutiva e nao-linear do modelo sao tratadas pelo método via um algoritmo preditor/multi-corretor.
Abstract
Neste artigo simulamos numericamente a transferencia de calor nos escoamentos incompressíveis transientes de Navier-Stokes via um método estabilizado de elementos finitos. [...]
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Análisis de sensibilidad en elasticidad mediante el método de los elementos de contorno
E. Calvo, L. Gracia

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (3)

Abstract
Se presenta en este articulo una revision completa del analisis de sensibilidad para los funcionales mas habituales en Elasticidad, en base al enfoque continuo del problema, teniendo en cuenta los conceptos de derivada material y problema adjunto. La precision en el calculo de las sensibilidades depende en gran medida de la precision en el calculo de las tensiones y deformaciones en el contorno, habiendose, por ello, desarrollado un procedimiento de calculo para las mismas aprovechando resultados de geometría diferencial de curvas y superﬁcies. Otro aspecto esencial es el tratamiento de la velocidad de diseño, que deﬁne el proceso de cambio de forma del sólido elástico. En este artículo se presenta un tratamiento general y sistemático basado en la propia aproximación de elementos de contorno. Finalmente, se incluyen varios ejemplos que permiten contrastar la validez y eﬁcacia de las técnicas desarrolladas.
Abstract
Se presenta en este articulo una revision completa del analisis de sensibilidad para los funcionales mas habituales en Elasticidad, en base al enfoque continuo del problema, [...]
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Influencia del perfil de los conos para altavoces en la radiación sonora
J. Fernández, J. Soriano

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (3)

Abstract
El deseño de sistemas radiantes en baja frecuencia en el ámbito electroacústico se realiza tomando como punto de partida un circuito equivalente y modelando el sistema basándose en una analógia tipo filtro paso alto. Entre los elementos de este circuito equivalente se deben incluir, para predecir el comportamiento del sistema,las caracteríticas concernientes al modelo del dispositivo vibrante. Normalmente, por su simplicidad, se adopta el modelo del pistón plano y circular montado en pantalla infinita o pared rígida. Sin embargo, la mayoría de altavoces no son planos. En la bibliografía se pueden encontrar expresiones analíticas para el pistón plano, pero sólo son válidas en ciertas condiciones, por ejemplo campo lejano, y la solución exige la aplicación de técnicas de cálculo numérico. Además,al considerar el perfil, se añaden nuevas variables, de forma que la resolución general por métodos analíticos se hace inviable. En este trabajo se compara la radiación provocada por pistones caracterizados por distintas secciones transversales basándose en los parámetros de respuesta en frecuencia y directividad.
Abstract
El deseño de sistemas radiantes en baja frecuencia en el ámbito electroacústico se realiza tomando como punto de partida un circuito equivalente y modelando el sistema [...]
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Estrategias para acelerar la convergencia del método DNL
R. Bonet, N. Nigro, M. Storti, S. Idelsohn

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (3)

Abstract
La condición de frontera DNL circular es una condición absorbente usada para el cálculo de ondas exteriores. Dos técnicas numéricas son introducidas para acelerar la convergencia del método DNL circular mediante el empleo del filtro de esponjas o de un filtro de Gauss. Aquí examinamos cómo diseñamos una capa finita óptima para los cálculos de dispersión de ondas.
Abstract
La condición de frontera DNL circular es una condición absorbente usada para el cálculo de ondas exteriores. Dos técnicas numéricas son introducidas para acelerar la [...]
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Método sin red para termoelasticidad lineal basado en propagadores
E. Pardo

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (3)

Abstract
Se describe una formulacion de la termoelasticidad lineal basada en propagadores, que se presta naturalmente a implementaciones computacionales “sin red”. Ello es porque, a diferencia de las formulaciones debiles, no requiere integrales sobre el dominio de cálculo. Asimismo, y a diferencia de las formulaciones fuertes, no requiere el cálculo de las derivadas segundas de las funciones de forma. Esto último torna atractivo al método para ser utilizado con métodos de interpolación de elevado orden de continuidad, tal como Mínimos Cuadrados Móviles, donde el cálculo de derivadas es la etapa más costosa del cómputo. En la presente implementación se utilizan funciones de interpolación sumamente sencillas (ajuste de polinomios cuadráticos en torno a cada nodo), con la que se obtienen resultados suaves, tanto en desplazamientos como en tensiones, y buena precisión, no requiriéndose alisado posterior de la solución.
Abstract
Se describe una formulacion de la termoelasticidad lineal basada en propagadores, que se presta naturalmente a implementaciones computacionales “sin red”. Ello es porque, [...]
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Métodos multigrid para a simulaçao por elementos finitos de escoamentos imiscíveis em meios porosos
A. Silva, A. Coutinho, I. Parsons

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (3)

Abstract
Estudamos a eﬁciencia do metodo multigrid para resolver o sistema de equaçoes lineares que surge da discretizaçao por elementos ﬁnitos da equaçao da pressao em escoamentos de ﬂuidos imiscýveis bi-fasicos em meios porosos. Empregamos uma formulaçao de Galerkin para a equaçao da pressao. J´a a equaçao da saturaçaoe aproximada no espa¸co usando-se a formulaçao de elementos ﬁnitos de Petrov-Galerkin com operador de captura de descontinuidade. Para melhorar a qualidade do gradiente de pressao usado para o calculo das velocidades, utilizamos uma técnica de pós-processamento. O sistema acoplado semi-discreto de equaçoes para pressao, velocidades e saturaçao ´e resolvido através de um algoritmo bloco-iterativo preditormulticorretor onde a equaçao da saturaçao ´e tratada de forma implýcita/explícita. Exemplos numericos sao apresentados para mostrar a eﬁciencia e precisao do método.
Abstract
Estudamos a eﬁciencia do metodo multigrid para resolver o sistema de equaçoes lineares que surge da discretizaçao por elementos ﬁnitos da equaçao [...]
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Un modelo de remodelación ósea interna basado en los principios de la mecánica del daño
M. Doblaré, J. García, L. Gracia

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (4)

Abstract
Se presenta en este trabajo un nuevo modelo de remodelacion ósea interna basado en los principios de la Mecánica del Daño. Como variables internas se utilizan la densidad aparente y el denominado ”fabric tensor” que constituyen las variables naturales de la microestructura homogeneizada del hueso,i ncorporando respectivamente la porosidad y la direccionalidad de las trabéculas. En función de ellas se deﬁne el tensor de remodelación,eq uivalente al de daño,q ue caracteriza de forma completa la microestructura y la rigidez. A continuación,s e deﬁnen los distintos elementos de la teoría en analogía a los modelos de daño: criterios de reabsorción y crecimiento (multisuperﬁcie de daño),la ley de evolución y la regularización viscosa de las condiciones de carga-descarga que permiten deﬁnir la ”dirección” y módulo de la velocidad de remodelación respectivamente. En el presente modelo se ha considerado una ley de evoluci´on asociada,p or lo que es necesario deﬁnir inicialmente el tensor termodinamicamente asociado al de remodelacion. Para superﬁcies de carga convexas,una ley de evolucion asociada implica,e n este caso,e l cumplimiento del principio de la mýnima disipacion mecanica,en contraposisicion al caso de materiales inertes que cumplen el principio de maxima disipación. El presente modelo se aplica al estudio de la extremidad proximal del fémur dando lugar a unos resultados,t anto de distribucion de densidades como de direcciones y valores principales de ortotropía en cada punto muy cercanos a los experimentales,y en cualquier caso, mucho mejores que los presentados por otros autores con modelos fenomenologicos menos consistentes desde el punto de vista termodinamico y microestructural.
Abstract
Se presenta en este trabajo un nuevo modelo de remodelacion ósea interna basado en los principios de la Mecánica del Daño. Como variables internas se utilizan la densidad [...]
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Esquemas de alta resolución para resolver las ecuaciones de "shallow water"
P. Brufau, P. García-Navarro

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (4)

Abstract
En este trabajo se revisan algunos esquemas numericos en su aplicacion a la modelizacion del ﬂujo de superﬁcie libre en una dimension. El ﬂujo de superﬁcie libre en canales se describe matematicamente con las ecuaciones de shallow water o de St. Venant. Se trata de un sistema hiperbolico de leyes de conservacion discretizado mediante diferencias y volumenes ﬁnitos. Describiremos cuatro m´etodos explýcitos de alta resolucion. En primer lugar, un esquema upwind de primer orden espacial y temporal; en segundo lugar, la generalizacion del esquema anterior a segundo orden; en tercer lugar un esquema de extrapolacion de variables de segundo orden y por ultimo un esquema clasico como es el esquema de segundo orden de MacCormack con correccion TVD que le conﬁere propiedades no oscilatorias. Como casos test se analiza un ejemplo de rotura de presa y la simulacion de ﬂujo estacionario en un canal en diversos regýmenes: subcrýtico, supercrýtico y transcrýtico. En todos los casos se comparan los resultados numericos obtenidos con todos los esquemas junto a la solucion exacta del problema, pudiendo discernir cuales se comportan mejor y en que condiciones.
Abstract
En este trabajo se revisan algunos esquemas numericos en su aplicacion a la modelizacion del ﬂujo de superﬁcie libre en una dimension. El ﬂujo de superﬁcie libre en [...]
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Una formulación general y eficiente de las fracturas en el MEF: I. Aspectos teóricos
R. Juanes, J. Samper

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (4)

Abstract
El desarrollo de modelos numericos ha permitido abordar la resolucion de problemas progresivamente mas complejos en muchos campos de la ingeniería. En Hidrología Subterránea se hace cada vez más necesaria la aplicación de modelos tridimensionales que tengan en cuenta la existencia de heterogeneidades y vías preferentes de ﬂujo en medios fracturados. En esta serie de dos artículos se presenta una formulación numérica eﬁciente y completamente general para el tratamiento de fracturas embebidas en un medio poroso y de las condiciones de contorno en el m´etodo de elementos ﬁnitos1. En el primero de ellos se presenta el planteamiento general del problema matemático como un problema de valores iniciales y de contorno. Se deducen las expresiones para el cálculo de las derivadas cartesianas y para la evaluaci´on de las integrales sobre hipersuperﬁcies m-dimensionales en espacios Euclidianos n-dimensionales. Estas expresiones, basadas en el cálculo en variedades, tienen una aplicación directa al caso de integración en contornos y fracturas (m = 1, 2) en medios tridimensionales (n = 3). Este tratamiento conduce a una formulación compacta que es aplicable a la integración numérica en líneas, superﬁcies y volúmenes en dominios tridimensionales, evitándose de esta forma los cálculos farragosos de la formulación tradicional. El primer artículo concluye con una descripción de cómo se organizan los cálculos en un programa de elementos ﬁnitos. En el segundo artículo36 se presenta la aplicación de esta formulación a una serie de casos sintéticos de transporte de solutos a través de medios porosos y fracturados que ilustran claramente el potencial, la aplicabilidad y las ventajas numéricas del tratamiento adoptado.
Abstract
El desarrollo de modelos numericos ha permitido abordar la resolucion de problemas progresivamente mas complejos en muchos campos de la ingeniería. En Hidrología Subterránea [...]
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Desarrollo de un método numérico para la determinación del mapa tensional en la zona de contacto entre dos cuerpos
M. Estrems, F. Faura, J. Pedrero

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (4)

Abstract
Se presenta un metodo numerico para la determinacion del mapa tensional en la zona de contacto entre dos cuerpos, a partir de la distribucion de presiones sobre la superficie. Este metodo permite determinar el campo de tensiones cerca de la superficie. Se ha aplicado a las superficies lubricadas donde la picadura es el tipo de fallo mas usual en componentes mecanicos como engranajes, cojinetes, etc. Se han usado dos modelos de lubricacion: el numerico de Dowson y Higginson, y el analýtico de Greenwood. Los resultados muestran que hay una influencia importante de la lubricacion sobre la localizacion del origen de la grieta de la picadura en la superficie y no en la subsuperficie.
Abstract
Se presenta un metodo numerico para la determinacion del mapa tensional en la zona de contacto entre dos cuerpos, a partir de la distribucion de presiones sobre la superficie. [...]
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Método multimalla adaptivo utilizando dualidad en elasticidad plana
M. Domínguez, L. Ferragut

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (4)

Abstract
En este trabajo se presenta un metodo multimalla adaptativo para la formulacion mixta de problemas en elasticidad plana. En primer lugar se introduce una formulacion mixta-hibrida, donde la continuidad de las componentes normales σn del tensor de tension σ sobre los lados de los elementos se impone indirectamente utilizando un multiplicador de Lagrange. Se plantean a continuacion dos aproximaciones numericas diferentes que se asocian de manera natural al problema primal ydual respectivamente. El Principio de energıa complementaria proporciona una estimacion del error a posteriori. Para la resolucion efectiva de ambos sistemas de ecuaciones se ha diseñado un algoritmo multimalla no estandar que permite resolver con un coste razonable yde manera integrada los dos problemas, dual ypr imal. Finalmente se presenta una aplicacion numerica signiﬁcativa para comprobar la eﬁcacia del estimador yel buen comportamiento del algoritmo diseñado.
Abstract
En este trabajo se presenta un metodo multimalla adaptativo para la formulacion mixta de problemas en elasticidad plana. En primer lugar se introduce una formulacion mixta-hibrida, [...]
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Un algoritmo de contacto para el análisis explícito de procesos de embutición
F. Flores

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (4)

Abstract
En el presente trabajo se presentan aspectos algorýtmicos para el tratamiento del problema de contacto friccional entre herramientas y chapa en la simulacion de procesos de embuticion de laminas. El objetivo principal del trabajo es obtener un algoritmo de busqueda efectivo y computacionalmente economico para la determinacion de los puntos en contacto. Para ello se consideran las caracterýsticas propias de este tipo de procesos y del esquema explícito de integración. Por otro lado se pretende que el algoritmo sea suficientemente general como para tratar superficies de herramientas definidas a traves de triangularizaciones “no conformes” y que puedan presentar solapamientos o brechas (pequeñas). Se muestra en un ejemplo el tipo de mallas tratadas y los resultados obtenidos.
Abstract
En el presente trabajo se presentan aspectos algorýtmicos para el tratamiento del problema de contacto friccional entre herramientas y chapa en la simulacion de procesos [...]
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Análisis tridimensional comparativo de la respuesta de prótesis de cadera mediante elementos finitos
Z. Maldonado, J. Bendayan, M. Cerrolaza, D. Kinzbruner

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2000). Vol. 16, (4)

Abstract
Este trabajo reporta los resultados obtenidos al efectuar un análisis comparativo de las tensiones que se producen cuando se introducen prótesis totales de cadera en el fémur humano, con el fin de reemplazar la articulación coxofemoral. Se modelaron varias geometrías de prótesis con herramientas CAD-CAM y se realizaron análisis por elementos finitos de la interacción hueso-cemento y cemento-prótesis. Se proponen nuevas geometrias distales del implante, a fin de reducir las tensiones cortantes en las interfaces, las cuales son las responsables del fenómeno de reabsorción ósea y consecuente aflojamiento y pérdida de la cirugía de reemplazo. Se analizan igualmente dos materiales (Acero quirúrgico A316L y una aleación de Titano- Aluminio-Vanadio Ti6AL4V) así como varios casos de carga biológicos a los cuales estará sometido el implante durante su vida útil.
Abstract
Este trabajo reporta los resultados obtenidos al efectuar un análisis comparativo de las tensiones que se producen cuando se introducen prótesis totales de cadera en el [...]
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