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Development of a Dual Drainage Model based on the Coupling of Iber and Swmm
(2024)
[Abstract]
Dual 2D/1D urban drainage models are presented as the most suitable tool for the calculation of urban floods, their management and the assessment of the associated risk. Their potential lies in the comprehensive modelling of urban hydrological processes, considering not only surface flows but also the dynamics within the drainage network. The thesis objective is the development of Iber-SWMM, a high-resolution dual 2D/1D urban drainage model that allows the fully coupled calculation of surface and drainage network flow during rainfall events, as well as the bidirectional exchange between both systems. The document includes: the development of the model by coupling the Iber (2D) and SWMM (1D) hydraulic computing engines; the realisation of experimental campaigns on a full-scale urban hydrology facility for model validation; the implementation of a numerical approach for the efficient modelling of hydrological processes on roofs; and, finally, the parallelisation of the code using high-performance computing (HPC) techniques to significantly reduce computational times. Iber-SWMM is conceived as a free tool with great potential, applicability and transferability to administrations and companies....
[Resumen] Los modelos duales 2D/1D de drenaje urbano se presentan como la herramienta más adecuada para el cálculo de inundaciones urbanas, su gestión y la evaluación del riesgo asociado. Su potencialidad radica en una modelización integral de los procesos de la hidrología urbana considerando los flujos en la superficie, así como en la red de drenaje. La tesis tiene como objetivo el desarrollo de Iber-SWMM, un modelo dual 2D/1D de drenaje urbano de alta resolución que permite realizar de manera completamente acoplada el cálculo de flujo en superficie y en red durante episodios de lluvia, así como el intercambio bidireccional entre ambos sistemas. El documento incluye: el desarrollo del modelo acoplando los motores de cálculo hidráulico de Iber (2D) y SWMM (1D), la realización de campañas experimentales en una plataforma de hidrología urbana a escala real para la validación del modelo; la implementación de un enfoque numérico para la modelización eficiente de los procesos hidrológicos en los tejados y, finalmente, la paralelización del código utilizando técnicas de computación de alto rendimiento (HPC) que reduzcan los tiempos de cálculo de forma significativa. Iber-SWMM se concibe como una herramienta gratuita de gran potencial, aplicabilidad y transferible a administraciones y empresas....
procesos da hidroloxía urbana considerando os fluxos na superficie, así como na rede de drenaxe. A tese ten como obxectivo o desenvolvemento de Iber-SWMM, un modelo dual 2D/1D de drenaxe urbano de alta resolución que permite realizar de maneira...
[Resumen] Los modelos duales 2D/1D de drenaje urbano se presentan como la herramienta más adecuada para el cálculo de inundaciones urbanas, su gestión y la evaluación del riesgo asociado. Su potencialidad radica en una modelización integral de los procesos de la hidrología urbana considerando los flujos en la superficie, así como en la red de drenaje. La tesis tiene como objetivo el desarrollo de Iber-SWMM, un modelo dual 2D/1D de drenaje urbano de alta resolución que permite realizar de manera completamente acoplada el cálculo de flujo en superficie y en red durante episodios de lluvia, así como el intercambio bidireccional entre ambos sistemas. El documento incluye: el desarrollo del modelo acoplando los motores de cálculo hidráulico de Iber (2D) y SWMM (1D), la realización de campañas experimentales en una plataforma de hidrología urbana a escala real para la validación del modelo; la implementación de un enfoque numérico para la modelización eficiente de los procesos hidrológicos en los tejados y, finalmente, la paralelización del código utilizando técnicas de computación de alto rendimiento (HPC) que reduzcan los tiempos de cálculo de forma significativa. Iber-SWMM se concibe como una herramienta gratuita de gran potencial, aplicabilidad y transferible a administraciones y empresas....
procesos da hidroloxía urbana considerando os fluxos na superficie, así como na rede de drenaxe. A tese ten como obxectivo o desenvolvemento de Iber-SWMM, un modelo dual 2D/1D de drenaxe urbano de alta resolución que permite realizar de maneira...
Influence of aeroelastic parameters uncertainty into the reliability of long-span bridges against extre me wind loads
(2024)
[Abstract] This work presents an investigation into the influence of aeroelastic parameters on the
reliability of bridges subjected to extreme wind loads. The increasing span lengths of
recent suspension bridges necessitate ...
Improving the Capabilities of 2d Shallow Water Models for Hydrological Applications
(2024)
[Abstract] The adoption of fully distributed models, especially those based on the 2D shallow water equations (2D-SWE), is becoming a common approach in rainfall-runoff simulations at the basin scale. These models have a great potential since they effectively capture the interactions of hydrological processes and their spatial variability. However, their use in practical applications is limited due to the substantial computational resources they necessitate for numerical solving, owing to their greater complexity, and the lack of well-established calculation methodologies. The objective of this thesis is to enhance the capabilities of hydrological models based on the 2D shallow water equations by optimizing the calculation and calibration processes, and validating their calculation methodology. Using Iber as a recognized 2D-SWE model, this research concluded a mesh resolution threshold from which the model provides comparable outflow results, validated the accurate representation of anthropogenic alterations of the river channel, and successfully employed two data assimilation approaches, even creating a new framework for parameter calibration. The findings presented hold significant applicability and potential for transfer to other 2D-SWE models....
[Resumen] La adopción de modelos distribuidos, especialmente aquellos basados en las ecuaciones de aguas someras 2D (2D-SWE), está convirtiéndose en una práctica común para simular la transformación lluvia-escorrentía a escala de cuenca. Estos modelos tienen un gran potencial al capturar de manera efectiva las interacciones de procesos hidrológicos y su variabilidad espacial. Sin embargo, su uso en aplicaciones prácticas queda limitado por el coste computacional derivado de su complejidad y la falta de metodologías de cálculo bien establecidas. El objetivo de esta tesis es mejorar los modelos hidrológicos basados en las ecuaciones de aguas someras 2D, optimizando procesos de cálculo y calibración, y validando la metodología de cálculo. Utilizando Iber como modelo de referencia, esta investigación estableció un umbral de resolución de malla a partir del cual se obtienen resultados análogos de caudal de salida, validó la precisión en la representación numérica de alteraciones antropogénicas y aplicó con éxito dos enfoques de asimilación de datos, incluso desarrollando una herramienta para la calibración de parámetros. Los hallazgos presentados tienen una gran aplicabilidad y potencial para ser incorporados a otros modelos 2D-SWE....
de metodoloxías de cálculo ben establecidas. O obxectivo desta tese é mellorar os modelos hidrolóxicos baseados nas ecuacións de augas superficiais 2D, optimizando procesos de cálculo e calibración, e validando a metodoloxía de cálculo. Utilizando...
[Resumen] La adopción de modelos distribuidos, especialmente aquellos basados en las ecuaciones de aguas someras 2D (2D-SWE), está convirtiéndose en una práctica común para simular la transformación lluvia-escorrentía a escala de cuenca. Estos modelos tienen un gran potencial al capturar de manera efectiva las interacciones de procesos hidrológicos y su variabilidad espacial. Sin embargo, su uso en aplicaciones prácticas queda limitado por el coste computacional derivado de su complejidad y la falta de metodologías de cálculo bien establecidas. El objetivo de esta tesis es mejorar los modelos hidrológicos basados en las ecuaciones de aguas someras 2D, optimizando procesos de cálculo y calibración, y validando la metodología de cálculo. Utilizando Iber como modelo de referencia, esta investigación estableció un umbral de resolución de malla a partir del cual se obtienen resultados análogos de caudal de salida, validó la precisión en la representación numérica de alteraciones antropogénicas y aplicó con éxito dos enfoques de asimilación de datos, incluso desarrollando una herramienta para la calibración de parámetros. Los hallazgos presentados tienen una gran aplicabilidad y potencial para ser incorporados a otros modelos 2D-SWE....
de metodoloxías de cálculo ben establecidas. O obxectivo desta tese é mellorar os modelos hidrolóxicos baseados nas ecuacións de augas superficiais 2D, optimizando procesos de cálculo e calibración, e validando a metodoloxía de cálculo. Utilizando...
Research and New Smart Techniques on the Characterisation of New Self-compacting Concrete with Industrial Wastes and Fibres to Increase its Sustainability and Service Life
(2024)
[Resumo] Este traballo aborda o desenvolvemento de mesturas autocompactantes coa incorporación de materiais suplementarios procedentes de residuos industriais como substitutos de cemento para aumentar a sustentabilidade, ...
A Unifying Formulation for Nonlinear Solid Mechanics and Finite Element Analysis
(2024)
respostas es-
truturais completamente distintas. E a exactitude dos resultados depende da precisio´n
das hipo´teses realizadas. E´ dicir, se a estrutura non experimenta pequenos despraza-
mentos ou pequenos gradientes de desprazamento, a ana´lise lineal...
. Se a resposta estrutural real non verifica as hipo´teses lineais, hai que descartar a ana´lise lineal e realizar unha non lineal para obter resultados precisos. Por tanto, as hipo´teses adoptadas acerca da magnitude tanto dos desprazamentos como dos...
. Se a resposta estrutural real non verifica as hipo´teses lineais, hai que descartar a ana´lise lineal e realizar unha non lineal para obter resultados precisos. Por tanto, as hipo´teses adoptadas acerca da magnitude tanto dos desprazamentos como dos...
Enhancing Hydrological Modeling with Artificial Intelligence
(2024)
. Non obstante, a súa eficacia depende frecuentemente de formulacións
matemáticas precisas, datos de entrada exactos e unha calibración ade-
cuada dos parámetros do modelo. O obxectivo desta tese é mellorar a mod-
elización hidrolóxica mediante a...
. Os achados desta tese proporcionan percepcións significativas sobre as aplicacións potenciais da IA para fins de modelización hidrolóxica e destacan os desafíos relacionados futuros. 17 Agradecimientos/Acknowledgements La gratitud a menudo se exalta...
. Os achados desta tese proporcionan percepcións significativas sobre as aplicacións potenciais da IA para fins de modelización hidrolóxica e destacan os desafíos relacionados futuros. 17 Agradecimientos/Acknowledgements La gratitud a menudo se exalta...
Multidisciplinary optimization of multi-lobe structures for hypersonic vehicles
(2023)
[Abstract] This work presents a comprehensive investigation into hypersonic cruise vehicles, aim- ing to significantly decrease the travel duration of long-distance journeys, such as the Madrid-Sydney route, to less than 4 hours. Achieving this goal necessitates the analysis of multiple engineering disciplines and the utilization of advanced modeling and design techniques. The culmination of these efforts will lead to the development of efficient configurations, representing future architectures capable of achieving low emissions while adhering to industry safety standards. The design of high-speed passenger ve- hicles is subject to very demanding conditions compared to traditional aircraft. This is due to the high loads and temperatures induced by the flows created in supersonic and hypersonic regimes. To solve these aspects, it is necessary to select suitable ma- terials and structural concepts that are adapted to the special characteristics of the vehicle. Multi-bubble architectures are an alternative for structures subjected to in- ternal pressures, mainly fuel tanks and passenger cabins. This concept uses several curved arches to form the volume, increasing the inertia and obtaining high mechan- ical performance. The main drawback is the difficulty in integrating them with the rest of the vehicle without incurring in excessive stress levels. For this reason is neces- sary to design additional schemes that are able to solve these deficiencies with respect to traditional fuselages. Structural optimization is a fundamental design tool in the field of aerospace engineering, commonly used in the design and production phases. In this type of industry, a small material saving can mean a clear decrease in the cost of the final prototype. Therefore, taking advantage of this tool for the design of hypersonic prototypes of is a key point. In this thesis, multi-bubble configurations ap- plied to hypersonic aircraft are studied. To size the components, several optimization technique are developed using different parametric models, obtaining complete designs
that satisfy the imposed conditions....
[Resumen] En este trabajo se estudian las configuraciones de multiburbuja aplicadas a los aviones hipersónicos. Para el dimensionamiento de los componentes se desarrollan varias técnicas de optimización utilizando diferentes modelos paramétricos, obteniendo diseños completos que satisfagan las condiciones impuestas. Este estudio presenta una in- vestigación exhaustiva sobre los vehículos hipersónicos de crucero, con el objetivo de reducir significativamente la duración de los viajes de larga distancia, como la ruta Madrid-Sídney, a menos de 4 horas. La consecución de este objetivo requiere el análisis de múltiples disciplinas de ingeniería y la utilización de técnicas avanzadas de modelización y diseño. La culminación de estos esfuerzos conducirá al desarrollo de configuraciones eficientes, representativas de futuras arquitecturas capaces de lograr bajas emisiones cumpliendo las normas de seguridad del sector. El diseño de vehículos de pasajeros de alta velocidad está sujeto a condiciones muy exigentes en comparación con las aeronaves tradicionales. Esto se debe a las elevadas cargas y temperaturas inducidas por los flujos creados en los regímenes supersónico e hipersónico. Para resolver estos aspectos, es necesario seleccionar materiales adecuados y conceptos estructurales que se adapten a las características especiales del vehículo. Las arquitecturas multiburbuja son una alternativa para las estructuras sometidas a presiones internas, principalmente los depósitos de combustible y las cabinas de pasajeros. Este concepto utiliza varios arcos curvos para formar el volumen, aumentando la inercia y obteniendo altas prestaciones mecánicas. El principal inconveniente es la dificultad de integrarlos con el resto del vehículo sin incurrir en niveles de tensión excesivos. Por este motivo es necesario diseñar esquemas adicionales que sean capaces de solventar estas deficiencias respecto a los fuselajes tradicionales. La optimización estructural es una herramienta de diseño fundamental en el campo de la ingeniería aeroespacial, utilizada habitualmente en las fases de diseño y producción. En este tipo de industria, un pequeño ahorro de material puede suponer una clara disminución del coste del prototipo final. Por ello, aprovechar esta herramienta para el diseño de prototipos hipersónicos de es un punto clave. En esta tesis se estudian configuraciones multiburbuja aplicadas a aeronaves hipersónicas. Para dimensionar los componentes, se desarrollan varias técnicas de optimización utilizando diferentes modelos paramétricos, obteniendo diseños completos que satisfacen las condiciones impuestas...
supoñer unha clara redución do custo do prototipo final. Por iso, aproveitar esta ferramenta para o deseño de prototipos hipersónicos é un punto clave. Nesta tese estúdanse as configuracións multiburbulla aplicadas a aeronaves hipersónicas. Para...
[Resumen] En este trabajo se estudian las configuraciones de multiburbuja aplicadas a los aviones hipersónicos. Para el dimensionamiento de los componentes se desarrollan varias técnicas de optimización utilizando diferentes modelos paramétricos, obteniendo diseños completos que satisfagan las condiciones impuestas. Este estudio presenta una in- vestigación exhaustiva sobre los vehículos hipersónicos de crucero, con el objetivo de reducir significativamente la duración de los viajes de larga distancia, como la ruta Madrid-Sídney, a menos de 4 horas. La consecución de este objetivo requiere el análisis de múltiples disciplinas de ingeniería y la utilización de técnicas avanzadas de modelización y diseño. La culminación de estos esfuerzos conducirá al desarrollo de configuraciones eficientes, representativas de futuras arquitecturas capaces de lograr bajas emisiones cumpliendo las normas de seguridad del sector. El diseño de vehículos de pasajeros de alta velocidad está sujeto a condiciones muy exigentes en comparación con las aeronaves tradicionales. Esto se debe a las elevadas cargas y temperaturas inducidas por los flujos creados en los regímenes supersónico e hipersónico. Para resolver estos aspectos, es necesario seleccionar materiales adecuados y conceptos estructurales que se adapten a las características especiales del vehículo. Las arquitecturas multiburbuja son una alternativa para las estructuras sometidas a presiones internas, principalmente los depósitos de combustible y las cabinas de pasajeros. Este concepto utiliza varios arcos curvos para formar el volumen, aumentando la inercia y obteniendo altas prestaciones mecánicas. El principal inconveniente es la dificultad de integrarlos con el resto del vehículo sin incurrir en niveles de tensión excesivos. Por este motivo es necesario diseñar esquemas adicionales que sean capaces de solventar estas deficiencias respecto a los fuselajes tradicionales. La optimización estructural es una herramienta de diseño fundamental en el campo de la ingeniería aeroespacial, utilizada habitualmente en las fases de diseño y producción. En este tipo de industria, un pequeño ahorro de material puede suponer una clara disminución del coste del prototipo final. Por ello, aprovechar esta herramienta para el diseño de prototipos hipersónicos de es un punto clave. En esta tesis se estudian configuraciones multiburbuja aplicadas a aeronaves hipersónicas. Para dimensionar los componentes, se desarrollan varias técnicas de optimización utilizando diferentes modelos paramétricos, obteniendo diseños completos que satisfacen las condiciones impuestas...
supoñer unha clara redución do custo do prototipo final. Por iso, aproveitar esta ferramenta para o deseño de prototipos hipersónicos é un punto clave. Nesta tese estúdanse as configuracións multiburbulla aplicadas a aeronaves hipersónicas. Para...
Internal curing of high-performance concrete via waste-based porous materials
(2023)
materiais
porosos en base a residuos” foi realizada por don Roberto Rodríguez Álvaro, baixo a nosa
dirección, no Departamento de Enxeñaría Civil da Universidade da Coruña, e constitúe a Tese que
presenta para optar ao Grao de Doutor en Enxeñaría Civil da...
lectura da Tese o día …….. de ……………………………….. de 2023 na Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canais e Portos da Universidade da Coruña. Calificación: Fdo. Presidente/a Fdo. Secretario/a Fdo. Vogal VI VII...
lectura da Tese o día …….. de ……………………………….. de 2023 na Escola Técnica Superior de Enxeñaría de Camiños, Canais e Portos da Universidade da Coruña. Calificación: Fdo. Presidente/a Fdo. Secretario/a Fdo. Vogal VI VII...
Análisis numérico y experimental del rendimiento de dispositivos de oxigenación en instalaciones de acuicultura marina
(2023)
[Resumo] A oxixenacion xogou sempre un papel moi importante e crucial na acuicultura continental, xa que o oxixeno disolto e disponible para as especies acuicolas en producion, e o parametro que marcara o rendemento de ...
Effects of Transcranial Direct Current Stimulation on Long-term Motor Learning and Retention
(2022)
aprendizaje, habilidad motora compleja.
XIX
RESUMO
Optimizar o proceso de ensino-aprendizaxe é fundamental durante a vida. A
estimulación transcraneal de corrente continua (tDCS) podería optimizar a
curva de aprendizaxe motora. O obxectivo da tese...