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Descripción
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| La tesis presenta una metodología numérica para el tratamiento energéticamente consistente de problemas de contacto e impacto en aplicaciones de dinámica de sistemas multicuerpo. El autor aborda este tema empleando una formulación extremadamente robusta para la dinámica de mecanismos flexibles, basada en coordenadas cartesianas y penalización/Lagrangiano aumentado para la imposición de restricciones. La integración conservativa de este tipo de problemas conduce a planteamientos con una extraordinaria estabilidad y precisión, que son claramente expuestos e ilustrados en la primera parte de la tesis. Se muestra claramente cómo el control de la energía discreta (su conservación en problemas originalmente conservativos) conduce no solo a soluciones más precisas desde el punto de vista físico, si no también algoritmos numéricos mucho más estables, que resultan tremendamente útiles en problemas con escalas de tiempo muy dispares ("stiff"), muy frecuentes en modelos de mecanismos flexibles. La segunda parte de la tesis contiene la aportación original fundamental del trabajo, que es extender este concepto de control de la energía discreta (consistencia energética) a los modelos de contacto. Los métodos numéricos diseñados para obtener soluciones de estos modelos son tradicionalmente poco robustos, debidos fundamentalmente a su no linealidad. En el contexto de la dinámica de mecanismos estos fenómenos de contacto tienen algunas peculiaridades que dificultan aún más su solución numérica. Concretamente, son habituales aplicaciones en las que se producen impactos a alta velocidad junto con situaciones de contacto persistente, y aplicaciones en las que se producen un número elevado de impactos múltiples en distintos lugares (como es el caso de los mecanismos con uniones con holguras), lo que conduce a modelos con un carácter "stiff" mucho más acusado que el mecanismo flexible original. En este contexto, en la tesis se propone una formulación discreta energéticamente consistente que ejerce un control efectivo de la energía discreta del sistema; conservándola en los modelos conservativos y disminuyéndola incondicionalmente en los disipativos, como ocurre por ejemplo cuando se tiene en cuenta la fricción. En la tesis se demuestra rigurosamente estas propiedades del modelo de impacto propuesto, se valida con algunos ejemplos sencillos y se aplica a modelos más complejos y cercanos a escenarios ingenieriles de una forma clara y completa. | |
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Internacional
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Si |
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ISBN
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Tipo de Tesis
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Doctoral |
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Calificación
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Sobresaliente cum laude |
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Fecha
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31/05/2013 |