Escola de Doctorat

Data de lectura: 04/09/2026

• BANDARRINHA MONTEIRO, CARLOS ALEXANDRE: Pseudo-Boiling Wall-Bounded Turbulence in Supercritical Flows: Direct Numerical Simulation & Flow Physics
  
  Autor/a: BANDARRINHA MONTEIRO, CARLOS ALEXANDRE
  Programa: ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Mecànica (EM)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 14/07/2026
  Data de lectura: 04/09/2026
  Hora de lectura: 11:30
  Lloc de lectura: Sala Polivalent, Edifici A, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesi: JOFRE CRUANYES, LLUÍS
  Resum de tesi: Aquesta tesi presenta el desenvolupament i l’aplicació d’una metodologia computacional d’alta fidelitat per a la simulació numèrica directa (DNS) de fluxos turbulents transcrítics a alta pressió. Aquests fluxos, caracteritzats per variacions intenses de les propietats termofísiques a les proximitats de la regió de pseudoebullició, presenten interaccions complexes entre la turbulència, la termodinàmica i els processos de transport, que no poden ser reproduïdes adequadament mitjançant enfocaments de modelització clàssics. L’objectiu principal d’aquest treball és avançar tant en l’eina de simulació numèrica com en la comprensió física necessària per simular i analitzar de manera fiable aquest tipus de règims. Amb aquest propòsit, el solver multifísic RHEA (Reproducible Hybrid-architecture flow solver Engineered for Academia) es redissenya per donar lloc a una versió resident en GPU, denominada RHEA-X. El solver combina discretitzacions espacials de baixa dissipació amb esquemes temporals de Runge–Kutta amb preservació forta de l’estabilitat, així com models avançats de termodinàmica i transport, incloent-hi equacions d’estat per a fluids reals. El seu disseny modular i orientat a objectes permet tractar, dins d’un marc unificat, fluxos compressibles, transcrítics a alta pressió, carregats amb partícules i amb fronteres immerses. La implementació es basa en MPI i OpenACC per mantenir les dades de manera persistent a la GPU i permetre la comunicació directa entre dispositius, fet que possibilita una execució eficient en sistemes moderns de computació d’altes prestacions amb arquitectures heterogènies. Les anàlisis de rendiment mostren una escalabilitat forta i feble propera a la ideal, així com reduccions substancials del temps de càlcul respecte d’implementacions basades en CPU, fins i tot per a un nombre elevat de GPUs.A partir d’aquesta metodologia computacional, la tesi investiga en primer lloc els requisits de resolució de malla per a la DNS de turbulència transcrítica a alta pressió en fluxos confinats per parets. Es demostra que els criteris clàssics de resolució, desenvolupats per a fluxos incompressibles, resulten insuficients en presència de forts gradients termofísics. En particular, la regió de pseudoebullició indueix una amplificació localitzada de la intensitat turbulenta i de la dissipació d’energia, fet que exigeix una resolució més refinada per capturar amb precisió estadístiques fins a segon ordre. Sobre aquesta base, es proposen noves directrius de resolució fonamentades en arguments d’escalat hidrodinàmic i termodinàmic. A continuació, s’analitza el comportament físic dels fluxos transcrítics en configuracions microconfinades de conducte quadrat, abastant des de règims subcrítics fins a supercrítics. Els resultats mostren que, sota condicions transcrítiques, el flux pot passar d’un estat laminar a un estat amb característiques turbulentes sense modificar la geometria ni les escales globals de velocitat. Aquesta transició és impulsada pels forts gradients de densitat associats a la regió de pseudoebullició, i dona lloc a una amplificació significativa de les fluctuacions de velocitat, a una intensificació dels moviments secundaris i a un augment substancial de la transferència de calor.Finalment, s’estudia el paper de la flotabilitat en fluxos turbulents transcrítics en conductes quadrats. Es demostra que la flotabilitat influeix en el flux principalment mitjançant la modulació dels moviments secundaris, els quals actuen com el mecanisme dominant de redistribució del moment i de reorganització de la turbulència. La interacció, dependent de cada configuració, entre flotabilitat, gradients termofísics i fluxos secundaris genera una marcada heterogeneïtat espacial, un comportament turbulent fora de l’equilibri i, en conseqüència, variacions pronunciades de la tensió tallant a la paret i dels processos de transport.
  

• CARRINO, CASIMIRO PIO: Multilingual and Cross-Lingual Machine Reading Comprehension in Few-Resource Settings: Synthetic Data, Cross-Lingual Transfer, and Domain-Specific Evaluation
  
  Autor/a: CARRINO, CASIMIRO PIO
  Programa: TEORIA DEL SENYAL I COMUNICACIONS
  Departament: Departament de Teoria del Senyal i Comunicacions (TSC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 06/07/2026
  Data de lectura: 04/09/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Aula MERIT D5010, Campus Nord, Barcelona
  Director/a de tesi: RODRIGUEZ FONOLLOSA, JOSE ADRIAN
  Resum de tesi: La comprensió lectora màquina (MRC) és una mètrica clau per avaluar els sistemes de comprensió del llenguatge natural. Malgrat els avenços en les arquitectures basades en transformadors i els models de llenguatge a gran escala (LLMs), encara hi ha reptes en entorns multilingües i interlingüístics, especialment en condicions de recursos limitats i específics d'un domini. Aquesta tesi aborda aquests reptes mitjançant tres contribucions principals, que abasten des de la comprensió lectora màquina extractiva fins a la generativa, i cobreixen règims de dades des de la supervisió a gran escala en el mateix idioma fins a la transferència interlingüística sense entrenament previ en dominis específics.La primera contribució presenta la metodologia Translate-Align-Retrieve (TAR), que preserva l'alineació dels intervals de resposta durant la traducció de conjunts de dades de preguntes i respostes extractives. TAR integra la traducció automàtica neuronal, l'alineació de paraules no supervisada i la recuperació de respostes basada en l'alineació, la qual cosa permet la construcció de dades d'entrenament multilingües d'alta qualitat per a llengües amb pocs recursos. Aquest enfocament va donar lloc a SQuAD-es v1.1, el primer conjunt de dades extractiu a gran escala (87.599 parells) en espanyol. Els models entrenats igualen o superen els models de l'estat de l'art en els benchmarks en espanyol, la qual cosa demostra l'eficàcia de la traducció basada en l'alineació per mitigar l'escassetat de dades.La segona contribució desenvolupa un marc de distil·lació de coneixement propi amb mostreig multilingüe per millorar l'aprenentatge per transferència amb recursos limitats i dades paral·leles. El mètode aborda la transferència interlingüística (XLT) i la transferència interlingüística generalitzada (G-XLT), integrant la mostreig multilingüe com a tècnica d'augment de dades i introduint un coeficient de precisió mitjana a k (mAP@k) per modular la pèrdua de destil·lació. Les avaluacions en MLQA, XQuAD i TyDiQA-GoldP demostren millores constants respecte a l'entrenament fin (fine-tuning) estàndard, i ofereixen una alternativa robusta a l'augment basat en la traducció automàtica.La tercera contribució presenta una metodologia semiautomatitzada per crear bancs de proves multilingües de preguntes i respostes que preserven la privacitat en dominis sensibles, il·lustrada amb JobResQA en el domini de recursos humans (RRHH). La metodologia combina la desidentificació de dades, la síntesi basada en LLM, la traducció assistida per humans i les anotacions MQM. JobResQA comprèn 105 parells sintètics de currículums i descripcions de llocs de treball i 581 parells de preguntes i respostes en cinc idiomes i quatre tipus de preguntes. L'avaluació mitjançant G-Eval LLM-as-judge en nou models de codi obert revela reptes interlingüístics persistents, i només els models més grans aconsegueixen una alta precisió en tots els idiomes.En conjunt, aquestes contribucions demostren que l'escassetat de dades, la transferència interlingüística i l'especificitat de domini continuen sent reptes fonamentals en tots els paradigmes arquitectònics. Tots els recursos es publiquen com a codi obert. La metodologia TAR ha estat àmpliament adoptada, amb més de 100 citacions, generant conjunts de dades per a diverses llengües i scripts. Tot i que el rendiment ha millorat amb els LLM, els reptes tractats en aquesta tesi continuen sent clau per avançar en la comprensió de textos multilingües i interlingües.
  

• GUO, ZHIMING: Study on HTPB propellant passivation, mixing, casting and curing processes by experiment and simulation
  
  Autor/a: GUO, ZHIMING
  Programa: ANÀLISI ESTRUCTURAL
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Compendi de publicacions
  Data de dipòsit: 11/05/2026
  Data de lectura: 04/09/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: UPC Campus Nord, ETSECCPB, C/ Jordi Girona 1-3, edificio C1, Sala 002, Barcelona
  Director/a de tesi: ROSSI BERNECOLI, RICCARDO | FU, XIAOLONG
  Resum de tesi: Aquest estudi investiga els aspectes físics clau implicats en els quatre passos de producció de propel·lent (passivació, pastat, fosa i curat) mitjançant una combinació de simulacions experimentals i numèriques.En aquest estudi experimental que utilitza ingredients de propel·lent HTPB com a matèries primeres, primer investiguem la passivació i la deshidratació (similar a la microebullició a pressió reduïda) d'aquesta matèria primera (N-butilnitroxietilnitramina (BuNENA)). A continuació, afegim altres materials (inclosos líquids i grànuls) a la matèria primera passivada i els barregem en una amassadora vertical. La suspensió de propel·lent resultant es fosa en un motlle específic. Finalment, investiguem la solidificació de les mostres de propel·lent formades al motlle.En aquest estudi de simulació numèrica, primer es va estudiar el procés de passivació (generació i moviment de bombolles) del material BuNENA mitjançant simulació numèrica. A continuació, es va investigar el procés de barreja del propel·lent en una amassadora vertical. Es van estudiar les característiques d'uniformitat i flux del material propulsor HTPB en condicions d'agitació. Finalment, es va simular el procés de colada en suspensió i, finalment, es va simular el curat del model propulsor colat.Aquest article conté els següents continguts de recerca:(1) Es va establir un dispositiu experimental de passivació i es van dur a terme experiments utilitzant un principi similar a la microebullició a pressió reduïda; en el model de simulació de dinàmica de fluids, es va aplicar el marc lagrangià per rastrejar la formació i el moviment de bombolles, i les bombolles en si es van modelar com a esferes rígides sotmeses a forces de flotabilitat i viscoses. Es va utilitzar el marc d'Euler basat en multiescala variacional (VMS) per simular el fluid al voltant de les bombolles. Es va analitzar el moviment de les bombolles. Combinant mètodes experimentals i de simulació, es va analitzar en detall el procés de passivació de BuNENA, cosa que té una importància substancial en el camp de la passivació de propulsors sòlids compostos.(2) Es va utilitzar un mètode de dinàmica de fluids computacional (CFD) per establir un model de simulació digital del procés de mescla de l'amassadora vertical. Es van analitzar els canvis en diverses característiques relacionades amb el camp de flux de l'amassadora vertical. Es va estudiar el rendiment de mescla de la suspensió de propel·lent a l'amassadora establint un mètode d'anàlisi de l'índex d'uniformitat de mescla. La precisió dels resultats de la simulació es va verificar mitjançant experiments reals d'amassat, SEM-EDS i experiments de densitat.(3) El procés de colada al buit es va optimitzar combinant experiments i simulacions numèriques. En primer lloc, es va revelar el comportament d'aprimament per cisallament mitjançant proves reològiques, i els paràmetres del model Herschel-Bulkley van confirmar les característiques del fluid no newtonià. Es va utilitzar el mètode d'elements finits multiescala variacional per simular i analitzar el procés de colada al buit de la suspensió de propel·lent HTPB. En segon lloc, es van estudiar el cabal i la força d'impacte de les gotes sota diferents pressions de buit combinant el reconeixement d'imatges en temps real amb la visió artificial i el filtratge de Kalman.(4) Finalment, es va estudiar el model cinètic de la reacció de curat del propel·lent HTPB mitjançant el mètode DSC no isotèrmic. Es va analitzar la distribució i l'evolució de la temperatura interna i el grau de temperatura del propel·lent durant el procés de modelat mitjançant un model termoquímic. El gradient de temperatura i la variació del temps de curació del propel·lent es van explorar mitjançant el mètode integrat de termopar.
  

Data de lectura: 07/09/2026

• GONÇALVES JUNIOR, LUIS ANTONIO: Modeling the influence of manufacturing processes on the fatigue behavior of metallic materials through a continuum damage-based constitutive framework
  
  Autor/a: GONÇALVES JUNIOR, LUIS ANTONIO
  Programa: ANÀLISI ESTRUCTURAL
  Departament: Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental (DECA)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 29/06/2026
  Data de lectura: 07/09/2026
  Hora de lectura: 14:00
  Lloc de lectura: Sala Zienkiewich (CIMNE) Building C1, UPC - Campus North Gran Capitan S/N 08034 Barcelona
  Director/a de tesi: BARBU, LUCIA GRATIELA | OLLER MARTINEZ, SERGIO HORACIO
  Resum de tesi: Des de mitjan segle XIX, l’estudi de la fatiga en metalls s’ha consolidat com un camp d’interès fonamental per als científics dels materials i els enginyers estructurals, principalment perquè la fatiga representa un dels principals mecanismes de fallada en les estructures metàl·liques d’enginyeria. Inicialment basades en enfocaments empírics, com les corbes tensió–vida (S–N) derivades dels estudis pioners de Wöhler, les capacitats de predicció de la fatiga han evolucionat considerablement fins al desenvolupament de sofisticats models numèrics capaços de predir no només la vida a fatiga, sinó també el deteriorament progressiu de les propietats del material associat al fenomen de la fatiga, incloent-hi la iniciació i propagació d’esquerdes fins a la fallada completa del component.Malgrat aquests avenços, la incorporació sistemàtica dels efectes dels processos de fabricació —com el mecanitzat, la conformació, el retallat o el punxonat— dins les formulacions de fatiga continua essent limitada. La majoria dels enfocaments actuals encara es basen en simples modificacions de les corbes S–N mitjançant factors reductors, fet que restringeix la seva aplicabilitat principalment a provetes de laboratori i impedeix predir adequadament patrons d’iniciació i propagació d’esquerdes.En aquest context, la present tesi proposa un marc constitutiu per incorporar els efectes induïts pels processos de fabricació en la resposta a fatiga dels metalls en règim de gran nombre de cicles. El model es formula de manera general, permetent considerar diferents processos de fabricació mitjançant especialitzacions adequades basades en dades rellevants del procés, com tensions residuals, rugositat superficial, porositat o fracció volumètrica de defectes.Per desenvolupar aquest marc, s’analitzen diversos enfocaments de modelatge de fatiga, amb especial èmfasi en la mecànica de la fractura, la mecànica del dany continu i les formulacions de camp de fase, habitualment implementades mitjançant mètodes numèrics com el mètode dels elements finits i el mètode dels elements finits estesos. Entre aquests enfocaments, es selecciona un model de fatiga de gran nombre de cicles basat en la mecànica del dany continu com a marc base, a causa de la seva elevada eficiència computacional i de la seva capacitat per modelar estats tensio-deformacionals complexos durant el procés de degradació del material, des de la condició intacta fins a la fallada completa.El marc constitutiu es millora inicialment mitjançant la introducció d’una nova corba tensió-deformació amb enduriment–estovament per al dany. A més, es proposa una metodologia per convertir dades S–N basades en valors mitjans obtingudes d’assajos normalitzats en informació local a nivell de punt material, assegurant una calibració coherent dels paràmetres de fatiga amb la naturalesa local de la formulació. El model millorat es valida amb dades experimentals obtingudes d’assajos ràpids de fatiga basats en rigidesa i d’assajos de durabilitat sobre components reals de vehicles lleugers, demostrant una sòlida capacitat predictiva tant a escala de proveta com de component, mantenint una elevada eficiència computacional.Finalment, el marc s’estén per incorporar explícitament els efectes induïts pels processos de fabricació. Es proposa un model de relaxació de tensions residuals i una formulació per considerar l’efecte d’entalles associades a determinades operacions de fabricació. El model resultant es particularitza per a operacions de cisallament i tall, com el retallat i el punxonat, utilitzant tensions residuals obtingudes de simulacions de procés i mesures de rugositat superficial com a dades d’entrada. La formulació es valida mitjançant assajos de fatiga uniaxial sobre provetes d’acers de fase complexa retallades i punxonades, demostrant la seva capacitat per predir amb precisió la vida a fatiga i les localitzacions d’iniciació d’esquerdes.
  

• PINILLA SANCHEZ, ADRIAN: Advanced Catalytic Interface Analysis Through In Situ Studies and Automated Experimental Platforms
  
  Autor/a: PINILLA SANCHEZ, ADRIAN
  Programa: FOTÒNICA
  Departament: Institut de Ciències Fotòniques (ICFO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 08/07/2026
  Data de lectura: 07/09/2026
  Hora de lectura: 15:00
  Lloc de lectura: ICFO Auditorium i https://teams.microsoft.com/meet/393968795433086?p=iOTHwY4gw6m1ZfoLbp
  Director/a de tesi: GARCÍA DE ARQUER, FRANCISCO PELAYO
  Resum de tesi: Les tecnologies electroquímiques poden descarbonitzar sectors claus (energia, química i fertilitzants) convertint compostos abundants com el CO₂ i el nitrat en combustibles i matèries primeres amb electricitat renovable. Fer-ho possible exigeix electrocatalitzadors amb viabilitat tecnoeconòmica, relacionats amb activitat, selectivitat i estabilitat; la seva implantació topa amb la comprensió incompleta d’interfícies electroquímiques dinàmiques i amb fluxos de treball manuals lents que impedeixen explorar espais de disseny d’alta dimensionalitat. En reaccions electrocatalítiques, el rendiment emergeix de la interacció dinàmica entre l’estructura del catalitzador i l’entorn local en interfícies polaritzades; calen eines que revelin i permetin controlar aquesta interfície en operació. Aquesta tesi combina SERS operando, marcs automàtics d’anàlisi de dades i laboratoris autònoms per accelerar el desenvolupament d’electrocatalitzadors en condicions rellevants per a la reducció de CO₂ i de nitrat.SERS operando estudia la CO₂RR en medi àcid sobre elèctrodes de difusió de gas de coure fins a 0,2 A cm⁻², mostrant com evolucionen amb el potencial i el pH espècies interfacials (sulfat, hidròxid, CO i intermedis carbonats). Observem que el sulfat fortament adsorbit bloqueja llocs actius i retarda l’inici de la reacció a baixos sobrepotencials, mentre que l’hidròxid i el carboni coadsorbits en superfícies reconstruïdes estabilitzen cobertures de *CO que afavoreixen l’acoblament C-C i la formació de productes multicarboni; els anions de l’electròlit i l’alcalinització local són, per tant, palanques clau de l’inici, l’estabilització d’intermedis i la selectivitat.Per gestionar la complexitat experimental s’introdueix SERSFlow, un marc modular per a dades SERS operando i pipelines reutilitzables; implementat com a servei Python local amb interfície web, integra preprocessament, extracció de característiques i anàlisi multivariant en fluxos deterministes que reprodueixen tendències expertes i redueixen l’anàlisi d’hores a minuts. L’avaluació comparativa mostra que la substracció de la línia base pot canviar entre un 40 i un 100% les àrees ajustades de pics febles o solapats, i el mapatge espaciotemporal revela heterogeneïtat micromètrica en adsorbats i en la doble capa.Autoammonia és un laboratori autònom distribuït per a la reducció de nitrat a amoníac amb dos nodes en institucions diferents; integra electrodeposició in situ, cel·les de flux per la reducció i quantificació automatitzada d’amoníac en un bucle tancat gestionat per programari d’orquestració, planificació i seguretat. Campanyes autònomes amb catalitzadors de coure demostren la viabilitat de l’experimentació autònoma en cel·les de flux realistes i electròlits complexos amb maquinari accessible i programari de codi obert.En conjunt, la tesi mostra que la caracterització mecanística operando, els fluxos de dades reproduïbles i l’experimentació autònoma es reforcen mútuament, i proporcionen una base per a enfocaments més sistemàtics, rics en dades i escalables per al disseny i optimització d’electrocatalitzadors i interfícies electroquímiques per a una producció química electrificada i sostenible.