Escola de Doctorat

Data de lectura: 08/06/2026

• BAHRAMIAN, LINDA: Numerical assessment of parcel modeling and inertial particle separator efficiency in polydisperse two-phase flows
  
  Autor/a: BAHRAMIAN, LINDA
  Programa: ENGINYERIA TÈRMICA
  Departament: Departament de Màquines i Motors Tèrmics (MMT)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 11/05/2026
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: OLIET CASASAYAS, CARLES | PEREZ SEGARRA, CARLOS DAVID
  Resum de tesi: Aquesta tesi aborda aspectes fonamentals i aplicats del modelatge de fluxos bifàsics dispersos dins de l’enfocament Eulerià–Lagrangià, amb especial èmfasi en el desenvolupament i avaluació del modelatge de paquets i de l’enfocament d’acoblament bidireccional consistent amb la conservació, avançant cap a l’aplicació a un separador inercial de partícules (IPS).Primer, les propietats de conservació de la formulació d’acoblament bidireccional s’analitzen per assegurar un intercanvi de quantitat de moviment consistent entre la fase portadora i la fase dispersa. La implementació numèrica preserva els principis de conservació global i una evolució de l’energia cinètica físicament consistent. El mètode numèric s’avalua primer en Simulació Numèrica Directa per proporcionar una solució de referència i posteriorment s’estén a Simulació de Grans Escales (LES) per abordar règims de flux més reals alineats amb casos d’aplicació.Sobre aquesta base, es desenvolupa una nova estratègia híbrida de modelatge de paquets combinant el Model de Nombre Fix i el Model de Volum Fix per a una distribució de partícules. L’enfocament proposat es valida posteriorment amb casos de referència i ofereix un compromís efectiu entre el cost computacional i la precisió predictiva.Posteriorment, es realitza una investigació numèrica exhaustiva d’un dispositiu IPS utilitzant models de turbulència LES, Improved Delayed Detached Eddy Simulation i Reynolds-Averaged Navier-Stokes. La influència de la resolució de la turbulència, la relació de divisió de flux i el nombre de Reynolds en l’eficiència de separació s’analitza per a diferents mides de partícula. Els resultats indiquen que el modelatge de la turbulència afecta les partícules dominades per l’arrossegament, mentre que la segregació de partícules de major mida està impulsada principalment per efectes inercials. Aquest estudi presenta una avaluació comparativa de les estratègies de modelatge de la turbulència i el seu impacte en la predicció del rendiment de l’IPS.El marc numèric s’estén llavors a condicions de formació de gel. L’impacte de gotes d’aigua i l’acumulació de gel es valida primer utilitzant un cas de referència cilíndric. La metodologia s’aplica després a la configuració IPS, on el creixement de gel altera la geometria interna.Després de l’acumulació de gel, s’injecten partícules sòlides en la geometria modificada per avaluar l’eficiència de separació utilitzant seguiment Lagrangià, mostrant una reducció de l’eficiència per a partícules dominades per la inèrcia com a resultat del bloqueig de purgat i d’interaccions modificades amb la paret. En aquest context, una contribució original clau d’aquest estudi és el desenvolupament i implementació d’un model específic de col·lisió partícula–paret de gel. Per abordar la manca de models adequats per a l’impacte de partícules sòlides sobre superfícies cobertes de gel en IPS, es va desenvolupar una formulació basada en restitució mitjançant una revisió estructurada i adaptació de models de col·lisió existents. Aquest enfocament assegura una predicció físicament consistent del comportament de rebot de partícules sobre superfícies cobertes de gel.En conjunt, aquesta tesi avança la capacitat predictiva de les eines de Dinàmica de Fluids Computacional per a fluxos bifàsics dispersos mitjançant la millora de la implementació de l’acoblament bidireccional consistent amb la conservació, la proposta d’un model híbrid de paquets guiat per la física, la quantificació de la sensibilitat del modelatge de la turbulència en l’eficiència de l’IPS i la introducció d’un nou model de col·lisió partícula–paret sota condicions adverses de formació de gel. Els resultats contribueixen tant al desenvolupament metodològic del modelatge Eulerià–Lagrangià com a la simulació fiable de sistemes aeronàutics de separació de partícules.
  

• CAZZARO, FRANCESCO: Advancing Text-to-Query Semantic Parsing Systems
  
  Autor/a: CAZZARO, FRANCESCO
  Programa: INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL
  Departament: Departament de Ciències de la Computació (CS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 07/05/2026
  Data de lectura: 08/06/2026
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: sala de juntes de la FIB, edifici B6 - Campus Nord UPC (Barcelona)
  Director/a de tesi: QUATTONI, ARIADNA JULIETA
  Resum de tesi: La tasca de Text-to-Query consisteix en transformar una oració en llenguatge natural en una representació formal o programa que pugui executar-se sobre una base de coneixement per recuperar informació. Aquesta tasca presenta diversos reptes. La variabilitat del llenguatge natural fa que el procés de traducció sigui intrínsecament complex i, alhora, les representacions de significat són estructures altament composicionals construïdes a partir d’unitats elementals. Com a conseqüència, els models han de mostrar una capacitat sòlida de generalització composicional, una habilitat que continua sent difícil d’assolir pels models actuals. A més, les dades anotades per a l’anàlisi semàntica són escasses, i la seva creació és laboriosa i costosa, fet que en dificulta l’entrenament.En aquesta tesi, el nostre objectiu és millorar i avançar l’estat de l’art dels sistemes de Text-to-Query. Introduïm una arquitectura que divideix el procés en dues etapes, una fase de traducció i una fase de reordenació, la qual cosa reforça les capacitats composicionals del model. Així mateix, proposem un mètode de generació de dades que recombina parelles anotades existents per crear nous exemples d’entrenament. Aquest enfocament millora la capacitat de generalització i, al mateix temps, mitiga el problema de l’escassetat de dades.A més, per abordar el repte de la disponibilitat limitada de dades anotades, dissenyem un nou enfocament per generar automàticament parelles de dades a partir d’un graf de coneixement donat, sense necessitat d’intervenció humana. Aquestes dades generades poden utilitzar-se posteriorment per entrenar un model específicament adaptat a aquest graf de coneixement. Finalment, aquesta tesi es troba entre les primeres a explorar la tasca de Text-to-Query per a grafs de propietats, un àmbit en què no només presentem un mètode de generació de dades, sinó que també proporcionem un conjunt de dades anotades de referència per a l’avaluació.
  

• DE LIMAS SANTANA, ALEXANDRE: Beyond 512-bit vectors: Optimized and performance portable AI operators on vector-length-agnostic architectures
  
  Autor/a: DE LIMAS SANTANA, ALEXANDRE
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: Departament d'Arquitectura de Computadors (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 11/05/2026
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: CASAS GUIX, MARC | ARMEJACH SANOSA, ADRIÀ
  Resum de tesi: Aquesta tesi aborda els reptes de produir codi d’alt rendiment i portable per a operacions intensives en càlcul aritmètic en càrregues de treball de Xarxes Neuronals Profundes (DNN), com ara convolucions i multiplicacions de matrius.Se centra en arquitectures emergents vectorials i matricials que exposen interfícies de programari per programar acceleradors mitjançant extensions del Conjunt d’Instruccions (ISA).Proposa tècniques per abordar tres reptes principals relacionats amb l’acceleració de càrregues de treball de DNN en arquitectures contemporànies de CPU amb paral·lelisme de dades: i) extrapolar tècniques d’optimització de programari dissenyades principalment per a processadors vectorials de propòsit general d’alta gamma perquè també s’adaptin a dispositius edge i a maquinari accelerador de vectors llargs, ii) proporcionar portabilitat de rendiment per a ecosistemes d’ISA vectorials oberts, com RISC-V, caracteritzats per una discrepància microarquitectònica sense precedents entre implementacions, i iii) dissenyar extensions d’ISA per a la multiplicació de matrius que mantinguin els principis fonamentals de les arquitectures vectorials emergents pel que fa a la flexibilitat d’implementació, com ara l’agnosticisme respecte de la longitud del vector.Aquesta tesi presenta evidència empírica que les tècniques existents d’optimització de programari per generar implementacions d’alt rendiment d’operadors de DNN per a processadors vectorials moderns estan esbiaixades cap a sistemes de propòsit general d’alta gamma amb vectors de 512 bits (p. ex., Intel Cascade Lake, Fugaku A64FX).Les tècniques presentades en la tesi donen suport a la idea de co-disseny maquinari/programari i a la necessitat de considerar característiques microarquitectòniques, com la longitud del vector, subsistemes de memòria no convencionals i la presència o absència d’execució fora d’ordre, a l’hora de generar codi per a processadors vectorials i matricials.Concretament, aquesta tesi empra especialització en temps d’execució per adaptar algoritmes establerts de DNN a una gamma més àmplia de dissenys de processadors, dotant les aplicacions de generadors de codi flexibles que optimitzen dinàmicament els algoritmes segons la combinació específica de característiques microarquitectòniques de la plataforma i els hiperparàmetres de l’operació.La tesi fa tres contribucions clau.En primer lloc, proporciona la primera anàlisi de rendiment de càrregues de treball de convolució en un processador vectorial de 16.384 bits, identifica fallades de memòria cau per conflictes en tècniques existents i proposa correccions de programari que aconsegueixen acceleracions de fins a 1,83$\times$ respecte a enfocaments previs.En segon lloc, introdueix un generador dinàmic de codi per a multiplicació de matrius i convolucions que adapta tècniques d’optimització algorítmica, com el desenrotllament de registres, a l’amplada vectorial de la plataforma objectiu.Una anàlisi de rendiment en tres sistemes RISC-V disponibles comercialment executant càrregues de treball de visió per computador mostra acceleracions geomètriques que van d’1,43$\times$ a 3,58$\times$ en comparació amb biblioteques d’última generació.En tercer lloc, proposa una Extensió de Rajoles de Matriu (Matrix Tile Extension, MTE) per complementar ISAs agnòstiques a la longitud del vector amb operacions de multiplicació de matrius i memòria agnòstiques a la geometria.Es descriuen dues microarquitectures que suporten aquesta extensió: una extensió lleugera d’un processador vectorial de 8192 bits i un disseny basat en matrius sistòliques, ambdós utilitzant registres vectorials per a l’emmagatzematge de matrius i demostrant acceleracions mitjanes geomètriques d’1,35$\times$ en càrregues de treball de GEMM i convolucions.
  

• 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: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  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.
  

• HERNÀNDEZ CARNERERO, ÀLVAR: Generalizable Time Series Classification Models for Complex Real-World Applications
  
  Autor/a: HERNÀNDEZ CARNERERO, ÀLVAR
  Programa: INTEL·LIGÈNCIA ARTIFICIAL
  Departament: Departament de Ciències de la Computació (CS)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 23/04/2026
  Data de lectura: 08/06/2026
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Sala d'actes de la FIB - Edifici B6 planta 0, Campus Nord
  Director/a de tesi: SANCHEZ MARRE, MIQUEL | VAZQUEZ SALCEDA, JAVIER
  Resum de tesi: Aquesta tesi desenvolupa un marc integral per a la Classificació de Sèries Temporals (TSC, per les seves sigles en anglès), centrat en aplicacions del món real caracteritzades per una disponibilitat de dades limitada, conjunts de dades heterogenis i una estructura temporal complexa, que culmina amb el disseny d'una arquitectura generalitzable i adaptativa. Aquesta recerca duu a terme una revisió exhaustiva dels mètodes recents, identificant-ne els punts forts i les limitacions, amb un enfocament en dominis específics com ara la predicció de resistència als antimicrobians, l'astronomia i la monitorització fisiològica. A partir d’aquests coneixements, es desenvolupen tècniques de preprocessament per a les sèries temporals considerades, incloent-hi la generació de noves característiques amb informació temporal basada en coneixement del domini, una estimació robusta de la importància de les característiques i una selecció de característiques basada en mètodes wrapper. Metodològicament, es desenvolupen estratègies de segmentació (windowing) per mitigar l’escassetat de dades i els canvis de distribució temporal, es proposa una arquitectura modular híbrida que integra mecanismes adaptats a les necessitats específiques de les dades, i es formula una adaptació del mecanisme d’atenció additiva. La metodologia empra conjunts de models (ensembles) per millorar l’estabilitat predictiva i avalua la interpretabilitat del model analitzant com els models entrenats prioritzen les característiques i visualitzant valors d’atenció al llarg de la seqüència per revelar patrons de rellevància temporal.Una contribució central de la tesi és CLAIM (Content-modulated Low-rank Adaptive Isotropic Mixer), una arquitectura nova per a TSC que sintetitza coneixements derivats de la nostra recerca i d’avenços recents en el modelatge de seqüències. CLAIM combina la mescla dinàmica (de punts temporals i característiques) modulada pel contingut, biaixos inductius adaptatius i un disseny de blocs isòtrops de baix rang, que dona com a resultat un model eficient i interpretable. Experiments realitzats en conjunts de dades heterogenis (incloent trajectòries de pacients d’unitats de cures intensives, senyals de trànsit exoplanetari i formes d’ona d’electrocardiogrames) mostren que CLAIM sovint obté el millor rendiment en escenaris amb poques dades, en comparació amb transformers temporals i amb Multilayer Perceptron Mixers (MLP-Mixers). CLAIM també ofereix avantatges pràctics en interpretabilitat, gràcies als seus pesos dinàmics i als components de biaix inductiu explícits. A més, presenta una gran eficiència computacional, especialment durant la inferència. El model modula biaixos estructurals, com ara la localitat, la causalitat i la invariància espacial, d’una manera guiada per les dades, alineant-se amb els principis de disseny recents més efectius per al modelatge temporal. Així mateix, adapta la seva atenció segons el domini, tal com es reflecteix en la ponderació dinàmica dels components temporals, que concorda amb el coneixement consolidat dels dominis.La tesi contribueix una perspectiva unificada de la TSC de dades del món real, combinant mètodes guiats pel domini amb un enfocament de disseny generalitzable. L’arquitectura CLAIM resultant ofereix una solució interpretable, eficient i adaptativa que fa avançar el camp de TSC amb conjunts de dades limitats.