Documents published in 2005 : Scipedia

Aplicacaciones de la programación orientada a objetos y las colecciones al cálculo de estructuras
M. Ruiz, M. Corral

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2005). Vol. 21, (2)

Abstract
El desarrollo de los lenguajes de programación ha sufrido constantes transformaciones y mejoras aprovechando la experiencia acumulada en desarrollos anteriores así como las reflexiones que sobre el tema han ido surgiendo. En este marco se ha evolucionado desde lenguajes donde podía programarse sin ninguna estructura definida, a lenguajes estructurados y finalmente a lenguajes orientados a objetos, siendo cada uno de ellos una evolución natural de sus antecesores, superando sus diferencias y aportando capacidades nuevas. Respecto al cálculo de estructuras, y a pesar del dominio de los lenguajes orientados a objetos en la mayoría de los campos de la programación, no se explotan todavía todas las posibilidades ofrecidas por las nuevas técnicas de programación, lo que se traduce en códigos poco flexibles en ciertos aspectos (principalmente en lo que a manejo de información se refiere) y con una cierta dificultad para ser mantenidos y ampliados. En este artículo se revisa la evolución de los lenguajes de programación, se apuntan y comentan las mejoras introducidas en este campo recientemente y se detallan posibles aplicaciones al calculo de estructuras. Para ellos se expone una base teórica de la programación orientada a objetos y se desarrolla su aplicación en un programa de cálculo estructural diseñado por los autores y basado en las ideas anteriores.
Abstract
El desarrollo de los lenguajes de programación ha sufrido constantes transformaciones y mejoras aprovechando la experiencia acumulada en desarrollos anteriores así como [...]
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Estudio de sensibilidad geométrica del comportamiento tensional de una ménsula corta
E. Blanco, L. Gil

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2005). Vol. 21, (2)

Abstract
Las ménsulas cortas son elementos estructurales debido a su geometría y a la forma de aplicación de la carga. Ambas circunstancias hacen que no se cumplan las hipótesis fundamentales de la resistencia de materiales y en particular, el principio de Saint-Venant. Las normas de hormigón armado proponen una serie de relaciones geométricas entre las variables que definen el problema, basadas en ensayos experimentales y en modelos de bielas y tirantes. En este trabajo se presentan los resultados de un estudio orientado a determinar los parámetros de sensibilidad de las distribuciones de tensiones con respecto a variaciones geométricas de la ménsula. El estudio se ha basado en simulaciones numéricas con elementos finitos. El conocimiento de la sensibilidad permite definir criterios cualitativos de optimización y de evaluación de la seguridad con respecto al estado último del elemento estructural.
Abstract
Las ménsulas cortas son elementos estructurales debido a su geometría y a la forma de aplicación de la carga. Ambas circunstancias hacen que no se cumplan las hipótesis [...]
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Simulación numérica de la refracción-difracción del oleaje
R. Chaple

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2005). Vol. 21, (2)

Abstract
Un modelo numérico para el cálculo del oleaje en zonas costeras ha sido diseñado. La solución por elementos finitos en un dominio no acotado de una ecuación-modelo tipo convección-difusión y reacción es presentada. Condiciones de frontera absorbentes de diversos órdenes han sido incorporadas en el esquema numérico. El efecto combinado del diseño y localización de la frontera abierta, con los parámetros físicos entrantes en el modelo, es también examinado. Los experimentos numéricos muestran la efectividad del modelo para describir la refracción y difracción del oleaje así como la agitación del oleaje en puertos. El modelo es también aplicado al puerto de Arenys de Mar, Barcelona, y la agitación en el interior del puerto obtenida confirmada los parámetros de diseño.
Abstract
Un modelo numérico para el cálculo del oleaje en zonas costeras ha sido diseñado. La solución por elementos finitos en un dominio no acotado de una ecuación-modelo tipo [...]
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Análisis de placas de cimentación pretensadas con elementos de borde rígidos
N. F.Ortega, J. Paloto, C. Orbanich

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2005). Vol. 21, (3)

Abstract
En este trabajo se presentan los resultados de una serie de modelos numéricos, en los que se analizó el comportamiento mecánico de placas de cimentación, que poseen elementos de borde. Estas placas pueden estar pretensadas, con el fin de mejorar su comportamiento y reducir su volumen. Se analizaron distintos trazados de cables a los efectos de optimizar sus prestaciones, y además estableció el porcentaje de la reacción del terreno que absorbe la placa y la reacción que va directamente a los bordes. Básicamente se aplicó un procedimiento numérico que emplea el Método de las Diferencias Finitas, imponiendo como variables adimensionales, entre otras, relaciones que tienen en cuenta: la rigidez de la placa, el módulo de reacción del terreno y el posible asentamiento inicial de la cimentación. Esta técnica también sería aplicable para la resolución de losas pretensadas que soportan eventualmente grandes cargas, provenientes, por ejemplo, de materiales a granel.
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En este trabajo se presentan los resultados de una serie de modelos numéricos, en los que se analizó el comportamiento mecánico de placas de cimentación, que poseen elementos [...]
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Diseño, análisis y manufactura de un sistema de fijación interna para tratamiento de fracturas en el primer metacarpiano
G. Contreras, M. Cerrolaza, M. Martínez, N. Götzen

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2005). Vol. 21, (3)

Abstract
En la Univerdidad Central de Venezuela se está desarrollando un sistema intramedular bloqueado para tratamiento de fracturas diafisiarias en los huesos metacarpianos como una nueva alternativa para este tipo de lesiones. El dispositivo es poco inavasivo y permite movilidad temprana de la mano al paciente post-operado acortando el tiempo de recuperacion. En este trabajo se presentan los diferentes procesos que generaron el primer prototipo de este sistema de fijación interna y su respectivo instrumental quirúrgico. Tanto en el estudio numérico como en el análisis experimental se evalúa el comportamiento mecánico del clavo bajo cargos reales como pinza y agarre, que representan movimientos importantes de la mano. Se aplicaron cargas de compresión, flexión y torsión. Para esto se creó un modelo del clavo ensambladocon sus respectivos tornillos de bloqueo en dos mordazas cilíndricas de acrílico, que representan el metacarpiano fracturado tal como en los ensayos experimentales. El clavo, los tornillos y las mordazas fueron considerados elásticos en el análisis numérico. Se simularon elementos de contacto en la interfase de todos los componentes. Las mordazas fueron modeladas en diferentes materiales: acrílico y hueso cortical. En todos los casos se encontraron concentraciones de esfuerzos en la interfase de los componentes. Tras graficar los resultados sólo se encontraron algunas diferencias al cambiar el material de las mordazas. En el caso de cargas "in vivo" no se encontraron esfuerzos críticos, por lo que el clavo bloqueado mostró ser suficientemente resistente.
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En la Univerdidad Central de Venezuela se está desarrollando un sistema intramedular bloqueado para tratamiento de fracturas diafisiarias en los huesos metacarpianos como [...]
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Método de diferencias finitas en mallas irregulares con soluciones analíticas parciales aplicado al flujo hidrodinámico
R. R., L. G.

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2005). Vol. 21, (3)

Abstract
Se investiga la aplicación de diferencias finitas en mallas irregulares con funciones interpoladoras que son soluciones analíticas de las ecuaciones de Navier-Stokes para el flujo hidrodinámico. El dominio se divide en regiones y en cada una de ellas la solución se aproxima por una serie de funciones que cumplen con la ecuación diferencial. Para la solución del flujo hidrodinámico se utiliza el método de proyección usando las citadas funciones para la evaluación de las derivadas de la velocidad. La ecuación de Poisson se resuelve aplicando el mismo método, con funciones que cumplen esta ecuación. Se obtiene una solución muy promisoria para la cavidad cuadrada con un flujo en una cara, con una malla muy gruesa.
Abstract
Se investiga la aplicación de diferencias finitas en mallas irregulares con funciones interpoladoras que son soluciones analíticas de las ecuaciones de Navier-Stokes para [...]
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Resistencia de radiación de altavoces planos
E. Escuder, J. Alba, J. Ramis

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2005). Vol. 21, (3)

Abstract
En estos últimos mese se ha incorporado de forma natural a los sistemas de reproduccion sonora los altavoces planos de modos distribuidos, que generan el campo acústico mediante vibración de una superificie rectangular. La manera de colocar estos elementos es diversa: pueden colocarse como altavoces de techo, únicamente apoyados sobre los montantes,pueden colocarse verticalmente, apoyados en la pared como un cuadro o fijados sobre un marco de esujección. Como se puede observar, las condiciones de fijación son diferentes. En este trabajo se pretende estudiar el comportamiento de un parámetro importante de los altavoces, la limpedancia mecánica de radiación, que, como s eha mostrado en anteriores trabajos es de gran interés para conocer su comportamiento acústico, ya que está directamente relacionada con el rendimiento del sistema. En este trabajo se determina dicha resistencia de radiación, parte real de la impedancia, de un altavoz de modos distribuidos (DML: Distributed Modes Loudspeaker) abordando, además diferentes condiciones de contorno. Para ello, las velocidades en la superficie del panel, obtenidas mediante la técnica holografía acústica de campo ceracano (NAH), se utilizan como valores de entrada con el objeto de determinar por integración numérica la resistencia de radiación del altavoz para diferentes condiciones de contorno. Se implementan dos métodos diferentes para realizar la predicción, el modelo de pistón plano y la matriz de resistencia de radiación acústica comparando los resultados con medidas experimentales.
Abstract
En estos últimos mese se ha incorporado de forma natural a los sistemas de reproduccion sonora los altavoces planos de modos distribuidos, que generan el campo acústico [...]
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Análisis del comportamiento estructural de la basílica del Pilar de Zaragoza
L. Romera, S. Hernández, J. Reinosa

Rev. int. métodos numér. cálc. diseño ing. (2005). Vol. 21, (3)

Abstract
En el artículo se presentan los trabajos de desarrollo y validación de un conjunto de modelos estructurales de la basílica del Pilar de Zaragoza planteados con el objetivo de aproximar el estado estructural actual del templo y su nivel de seguridad. Los modelos numéricos se han formulado aplicando el MEF en teoría lineal y no lineal, incluyendo el proceso constructivo y las obras de refuerzo aplicadas a la estructura a lo largo de su historia. Dentro de las no linealidades se considera el comportamiento no lineal de la fábrica de ladrillo mediante modelos con rotura a baja tracción y plastificación en compresión.
Abstract
En el artículo se presentan los trabajos de desarrollo y validación de un conjunto de modelos estructurales de la basílica del Pilar de Zaragoza planteados con el objetivo [...]
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Open tools for electromagnetic simulation programs
J. Mora, R. Otín, P. Dadvand, E. Escolano, M. Pasenau, E. Oñate

(2005). Research Report, Nº PI273

Abstract
Computational electromagnetism requires a wide range of numerical methods depending on the application, the topology of the geometry, the frequency and the quality of the solution. Different efforts have been done to develop a universal software package able to deal with any problem, by integrating existing specific modules in the same interface. Nevertheless, modern computational approaches suggest to use a common basic environment, as high level computing lenguage, to be adapted to the requirements done by the end-user. Following this philosophy, this paper proposes three useful computer tools, combining the most usual requirements, to be customised for any electromagnetic problem.
Abstract
Computational electromagnetism requires a wide range of numerical methods depending on the application, the topology of the geometry, the frequency and the quality of the [...]
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Advances in the formulation of the rotation-free basic shell triangle
E. Oñate, F. Flores

(2003). Research Report, Nº PI241

Abstract
A family of rotation-free three node triangular shell elements is presented. The simplest element of the family is based on an assumed constant curvature field expressed in terms of the nodal deflections of a patch of four elements and a constant membrane field computed from the standard linear interpolation of the displacements within each triangle. An enhanced version of the element is obtained by using a quadratic interpolation of the geometry in terms of the six patch nodes. This allows to compute an assumed linear membrane strain field which improves the in-plane behaviour of the original element. A simple and economic version of the element using a single integration point is presented. The efficiency of the different rotation-free shell triangles is demonstrated in many examples of application including linear and non linear analysis of shells under static and dynamic loads, the inflation and de-inflation of membranes and a sheet stamping problem.
Abstract
A family of rotation-free three node triangular shell elements is presented. The simplest element of the family is based on an assumed constant curvature field expressed in [...]
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