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Modelación inversa de la recarga de los mantos freáticos someros en distritos de riego

CARLOS FUENTES (2005)

La aplicación de agua a los cultivos en los distritos de riego ha originado la presencia de mantos freáticos someros con la consecuente oxigenación deficiente de la zona radical y la salinización progresiva de los suelos. Una alternativa para la rehabilitación de los suelos ha sido el drenaje agrícola subterráneo. El conocimiento de la recarga de los mantos freáticos es de gran importancia para el diseño de los sistemas de drenaje. La recarga puede ser estimada con diferentes métodos de campo o considerando la ecuación de Boussinesq de la dinámica del agua como un problema inverso; es decir, a partir de las observaciones de la carga hidráulica y del conocimiento de la capacidad de almacenamiento y la conductividad hidráulica a saturación. La modelación inversa de la recarga es aplicada en el distrito de riego 076 Valle del Carrizo, Sinaloa, México. Para la interpolación de la carga hidráulica, necesaria para el cálculo de las derivadas, se utiliza el krigeado con un semivariograma potencial y para la interpolación de la conductividad hidráulica y de la capacidad de almacenamiento, se utiliza un semivariograma exponencial; estos semivariogramas representan adecuadamente los datos experimentales. Los resultados obtenidos muestran que el término de la divergencia del flujo en la ecuación de Boussinesq no tiene un efecto apreciable en el cálculo de la recarga. La estimación de la recarga depende fundamentalmente del conocimiento preciso de la capacidad de almacenamiento.

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Recarga de acuíferos Distritos de riego Método del elemento finito Informes de proyectos CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Solution of finite element problems using hybrid parallelization with MPI and OpenMP

Solución de problemas de elemento finito utilizando paralelización híbrida con MPI y OpenMP

JOSE MIGUEL VARGAS FELIX SALVADOR BOTELLO RIONDA (2012)

El Método de Elemento Finito (FEM, por sus siglas en inglés) es utilizado para resolver problemas como la deformación de sólidos o la difusión de calor en dominios con geometrías complejas. Este tipo de geometrías requiere de discretizaciones con millones de elementos, lo que equivale a resolver sistemas de ecuaciones con matrices dispersas de decenas o cien-tos de millones de variables. La meta es utilizar clústeres de computadoras para resolver estos sistemas. El método de solución utilizado es la subestructuración de Schur. Utilizando ésta es posible dividir un sistema grande de ecuaciones en muchos pequeños para resolv-erse más eficientemente. Este método permite la paralelización. La MPI (Message Passing Interface, Interfaz para Paso de Mensajes) es utilizada para distribuir los sistemas de ecu-aciones a resolver en cada computadora del cluster. Cada sistema de ecuaciones es resuelta utilizando un solver implementado con OpenMP como método de paralelización local

The Finite Element Method (FEM) is used to solve problems like solid deformation and heat diffusion in domains with complex geometries. This kind of geometries requires discretization with millions of elements; this is equivalent to solve systems of equations with

sparse matrices and tens or hundreds of millions of variables. The aim is to use computer clusters to solve these systems. The solution method used is Schur substructuration.

Using it is possible to divide a large system of equations into many small ones to solve them more efficiently. This method allows parallelization. MPI (Message Passing Interface) is used to distribute the systems of equations to solve each one in a computer of a cluster.

Each system of equations is solved using a solver implemented to use OpenMP as a local parallelization method.

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CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA Cómputo en paralelo Matrices dispersas Solvers lineales Ecuaciones diferenciales parciales Método de Elemento Finito MPI (Interfaz de Paso de Mensajes) Parallel computing Sparse matrices Linear solvers Partial differential equations Finite Element Method MPI (Message Passing Interface)

Diseño del sistema mecánico de una impresora 3D que utiliza ABS en polvo reciclado

JOHOVANI MISAEL SUAREZ LUNA (2014)

Se desarrolló el diseño del sistema mecánico de una impresora 3D que está enfocada a utilizar como materia prima polvo reciclado de ABS, el área de impresión es de 1.00 x 0.90 x 1.10 mts., se realizaron análisis de elemento finito para validar los componentes críticos del sistema como lo son ejes de transmisión de movimiento "x" y "y", cama de calentamiento y extrusor. Los resultados obtenidos muestran un nuevo concepto de prototipado rápido qué está enfocado a resolver problemas relacionados con el impacto ambiental.

Mechanical design of a 3D printer that focuses on powder used as raw material recycling of ABS is developing, the print area is 1.00 x 0.90 x 1.10 mts., finite element analysis were performed to validate the critical components of system such as transmission shaft "x" and "y" movement, warm bed and extruder. The results show a new concept of rapid prototyping which is focused on solving problems related to the environmental impact.

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Impresión 3D ALM (Additive Layer Manufacturing) ABS Polvo Reciclaje Método de elemento finito 3D printing ALM (Additive Layer Manufacturing) ABS Dust Recycling Finite element method INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICAS MAQUINARIA DE IMPRESIÓN Y REPRODUCCIÓN

Diseño, análisis y manufactura de masa separadora vehicular

JUAN PABLO RAZON GONZALEZ FRANCISCO JAVIER ORTEGA HERRERA (2014)

El proyecto consistió en diseñar, analizar y manufacturar una masa separadora para el conjunto rin-neumático de un vehículo. A partir de las necesidades específicas de un vehículo modificado,El diseño se llevó acabo en un software de diseño asistido por computadora (CAD) que permite el desarrollo de diseños tridimensionales, el análisis se realizó por el método de elemento finito (FEM) es un método numérico para resolver problemas de ingeniería de la área de análisis estructural, Utilizando los diseños en (CAD) se exportan hacia el programa ANSYS, para realizar el análisis, trabajando con restricciones de movimiento y las cargas a las que será sometido el elemento. La manufactura fue creada por máquinas-herramientas, el torno, la fresadora y para darle mejores propiedades a la pieza, un tratamiento térmico para adecuar al material en sus propiedades físicas, mecánicas, químicas / Luis Erik Castañeda Ramirez, Juan Pablo Razón Gonzalez, Francisco Javier Ortega Herrera.

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INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICAS TECNOLOGÍA DE VEHÍCULOS DE MOTOR Masa Separadora Vehicular - Diseño y construcción Solidworks (Software de Diseño Mecánico en 3D) FEM (Método de Elemento Finito) ANSYS (Software de Simulación) CAD (Diseño Asistido por Computadora)

ESTUDIO COMPARATIVO ESPI-FEM EN DETECCIÓN DE FRACTURAS

Esteban Andrés Zárate (2000)

"El método de Interferometría Electrónica de Patrones de Moteado ESPI, está basado en la substracción electrónica de intensidades, antes y después de la deformación del objeto sujeto a estudio, es decir, produce la correlación por substracción en tiempo real o sea un patrón de franjas de interferencia y se cataloga dentro de la metrología óptica como una técnica de evaluación no destructiva. En el sistema ESPI implementado en este trabajo de tesis, se construyó de forma tal que fuera sensible a desplazamientos fuera de plano, producidos por carga térmica. Por otro lado, el Método numérico de Elemento Finito (FEM), permite desarrollar de manera simulada prototipos de objetos reales y realizar sobre ellos también análisis de esfuerzos térmicos, siendo importante por su rapidez y la presentación gráfica de resultados. El objetivo principal en este trabajo de tesis, es de realizar un estudio comparativo, desde el punto de vista cualitativo, ESPI-FEM usados en la detección de fracturas y grietas en placas de aluminio 6061. Los resultados obtenidos por ambos métodos muestran el reconocimiento de desplazamientos o deformaciones fuera de plano, sufridas en las placas debido a la carga térmica; éstos son presentados a lo largo del presente trabajo y llevan a la conclusión que el método optoelectrónico ESPI se correlaciona con el método de simulación por computadora FEM, es decir, detectan la existencia de fracturas o grietas en el objeto bajo prueba; proporcionando patrones de interferencia y mapas de líneas de fase, así como un mapeo de desplazamientos fuera de plano completamente similares bajo condiciones físicas iguales."

Master thesis

Medios continuos Método de Elemento Finito Metrología ESPI-FEM Interferometría de Moteado CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA ÓPTICA

Una solución de elemento finito para la transferencia de agua en un sistema de drenaje agrícola subterráneo

Heber Saucedo CARLOS FUENTES RUIZ MANUEL ZAVALA TREJO (2002)

Se ha desarrollado una solución de elemento finito de la ecuación bidimensional de Richards, para describir el movimiento del agua en un sistema de drenaje agrícola subterráneo. La solución de elemento finito ha sido parcialmente validada con una solución analítica exacta de la ecuación de Richards para una columna semi-infinita de suelo sujeta a una condición de flujo constante sobre la superficie del suelo, la cual describe la evolución temporal del perfil de humedad sobre el dren mientras la posición del frente de humedecimiento sea menor que la profundidad del dren. La comparación de los perfiles de humedad en un suelo arenoso y otro arcilloso ha permitido seleccionar un solo paso de tiempo numérico para aproximar la solución exacta en ambos suelos con un error relativo máximo menor de 0.25%. La solución de elemento finito ha sido aplicada para describir el funcionamiento hidráulico de un sistema de drenaje instalado en una parcela agrícola de un distrito de riego ubicado en la zona semiárida del noroeste de México, aceptando la presencia de una superficie de filtración en el dren. El suelo de textura esencialmente arcillosa ha sido caracterizado, desde el punto de vista hidrodinámico, a partir de su curva granulométrica y su porosidad, a partir de una prueba de drenaje en la parcela. La conductividad hidráulica a saturación y un valor característico de la presión se estimaron a fin de minimizar los errores entre el hidrograma proporcionado por la solución y el hidrograma observado experimentalmente. El hidrograma teórico proporcionado, por la solución de elemento finito, describe las características matemáticas, como la presencia de un punto máximo, del hidrograma experimental. Las fases de crecimiento y recesión del hidrograma son igualmente bien descritas por la solución. Esto valida el tratamiento de la condición de frontera en el dren como una superficie de filtración. En consecuencia, la solución propuesta puede ser utilizada tanto para la identificación de parámetros del suelo a partir de pruebas de drenaje como para la descripción del funcionamiento hidráulico de un sistema de drenaje.

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Drenaje agrícola subterráneo Funcionamiento hidráulico Método del elemento finito Zonas áridas CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Simulación del movimiento del aire en un invernadero tipo Venlo

Simulation of air movement in a Venlo-Type greenhouse

JORGE VICTOR PRADO HERNANDEZ ABRAHAM ROJANO AGUILAR FELIPE BENJAMIN DE LEON MOJARRO MAURICIO CARRILLO GARCIA LAURA ALICIA IBAÑEZ CASTILLO VICENTE ANGELES MONTIEL IRINEO LORENZO LOPEZ CRUZ (2013)

En años recientes se ha observado que los modelos matemáticos basados en las ecuaciones completas de Navier-Stokes representan adecuadamente la ventilación en invernaderos y ofrecen información detallada de la distribución espacial de la masa de aire; sin embargo, resulta muy costosa la adquisición de los permisos de uso de los paquetes de cómputo comerciales por lo que es necesario investigar sobre modelos simplificados con el fin de reducir los costos de los estudios. En este trabajo se simuló la circulación de aire en un invernadero tipo Venlo en diferentes condiciones de ventilación, mediante dos modelos: uno de ellos considera las ecuaciones completas de Navier-Stokes, y el otro resuelve un modelo simplificado de Navier-Stokes en el que no se considera la aceleración convectiva en la ecuación de cantidad de movimiento.

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Invernaderos Ventilación natural Método del elemento finito Simulación INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Diseño y simulación de una máquina cortadora para tiras de otatillo “Rhipidocladum Racemiflorum”

ORALIO HERNANDEZ ALVARADO (2015)

El trabajo aborda la problemática de mejorar el proceso de producción en la cestería para los artesanos de Huazalinguillo, Huautla, Hgo. Con referencia a lo anterior el objetivo es diseñar y simular una máquina cortadora para tiras de otatillo a nivel prototipo, capaz de optimizar el tiempo de obtención de tiras. La metodología implementada para el desarrollo tecnológico fue la investigación de campo y documental, aplicándose teorías de diseño mecánico (DET, MSST- Línea de Soderberg), y la simulación por MEF en Solid Works. Obteniéndose un diseño apropiado con materiales económicos, garantizando vida útil a más de 20 años de servicio

Con la colaboración de Luis Enrique Ramos Velasco (UAEH) y César Chávez Olivares (U. T. de la Huasteca Hidalguense).

Conference proceedings

Método de elemento finito MSST- Soderberg Deflexiones de ejes INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA E INGENIERÍA MECÁNICAS EQUIPO Y MAQUINARIA INDUSTRIAL

Diseño y simulación de una máquina cortadora para tiras de otatillo (Rhipidocladum Racemiflorum)

ORALIO HERNANDEZ ALVARADO LUIS ENRIQUE RAMOS VELASCO CESAR CHAVEZ OLIVARES (2014)

El trabajo aborda la problemática de mejorar el proceso de producción en la cestería para los artesanos de Huazalinguillo, Huautla, Hidalgo. Con referencia a lo anterior el objetivo es diseñar y simular una máquina cortadora para tiras de otatillo a nivel prototipo, capaz de optimizar el tiempo de obtención de tiras. La metodología implementada para el desarrollo tecnológico fue la investigación de campo y documental, aplicándose teorías de diseño mecánico (DET, MSST- Línea de Soderberg), y la simulación por MEF en Solid Works. Obteniéndose un diseño apropiado con materiales económicos, garantizando vida útil a más de 20 años de servicio.

Conference proceedings

Método de elemento finito MSST-Soderberg Deflexiones de ejes INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES SISTEMAS AUTOMATIZADOS DE PRODUCCIÓN

BÚSQUEDA Y SEGUIMIENTO DE MODELAJE PARA DETERMINAR FORMA Y DEFORMACIÓN DE UNA SUPERFICIE

Héctor Puga (1995)

"Este trabajo está dividido en siete capítulos. En el capitulo 1, se da una ligera introducción y una breve información del contenido del trabajo en general . En éste mismo capitulo, se hace un recorrido general de las actividades que se relacionaron con la elaboración del presente trabajo, tales como búsqueda de información, contacto con gentes de diferentes instituciones y búsqueda de las herramientas adecuadas, así como la razón de escoger el Método del Elemento Finito (en inglés FEM) y la relación que se ha dado en otros trabajos entre FEM y métodos ópticos experimentales. El capitulo 2 habla de la problemática general de la solución de problemas con valores a la frontera y se da una visión general del método del elemento finito. Este capitulo tiene como finalidad explicar en forma breve y sin profundidad matemática los diferentes aspectos del método numérico que se utilizó, así como facilitar la comprensión del método para aquellos que, posterior a éste trabajo, tengan necesidad de hacer uso de él en el CIO. El capitulo 3 habla de los pasos básicos que, en general, se siguen para la implementación del método por computadora y da información general del paquete utilizado en éste trabajo. El capitulo 4 contiene información general de la Interferometria de Moteado y trata por separado los arreglos para detectar desplazamientos en plano y fuera de plano. Por último,se da una introducción al caso particular de Interferometría Electrónica de Moteado (conocido en inglés como ESPI) y de su utilización en medición de vibraciones. La modelación numérica de tres objetos se presenta en el capitulo 5. El primer modelo es una placa de aluminio con agujero sujeta a tensión, el segundo muestra los primeros ocho modos de vibración de una placa de aluminio rectangular y el tercero es el modelaje de un álabe de turbina utilizando datos generados en una máquina de medición por coordenadas (conocida en inglés como CMM). En los dos primeros casos se muestran mapas de desplazamiento y esfuerzo, en el tercer caso solo se modela el cuerpo del álabe. En el capitulo 6 se hace la comparación de resultados del método numérico FEM con el experimental ESPI para los casos de la placa con agujero sometida a tensión y modos de vibración de una placa. El capitulo 7 contiene las conclusiones de éste trabajo y las lineas que le pueden dar continuidad al presente estudio en un futuro."

Master thesis

Método Elemento Finito Interferometría de Moteado FEM-ESPI Modelaje Metrología CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA ÓPTICA