Escola de Doctorat

Data de lectura: 16/04/2024

• ELIZALDE HUITRÓN, SERGIO ALBERTO: Study on the forming limit on shear spinning process
  
  Autor/a: ELIZALDE HUITRÓN, SERGIO ALBERTO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS
  Departament: (CEM)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 27/02/2024
  Data de lectura: 16/04/2024
  Hora de lectura: 11:00
  Lloc de lectura: EEBE (Escola d'Enginyeria Barcelona Est), Sala Polivalent de l'Edifici A, planta baixa, Campus Diagonal-Besòs
  Director/a de tesi: CABRERA MARRERO, JOSE MARIA
  Tribunal:
       PRESIDENT: GARCÍA CANO, IRENE
       SECRETARI: CALVO MUÑOZ, JESICA
       VOCAL: SORGENTE, DONATO
  Resum de tesi: La laminació cònica és un procés de deformació incremental en el qual una xapa o preforma metàl·lica es converteix en una peça axisimétrica buida. Diversos metalls dúctils i aliatges poden ser deformats per laminació cònica, ja sigui en condicions fredes o calentes, i els més comuns inclouen a l'acer, alumini, coure i aliatges de níquel. La forma de les peces processades per laminació cònica pot ser no sols cònica, sinó també còncava, convexa, o una combinació, amb aplicacions variades en indústries com l'aeroespacial, automotriu, i més.El principal enfocament d'aquesta recerca va ser l'estudi del límit de conformat a temperatura ambient del procés de laminació cònica a través d'assajos experimentals i simulacions per elements finits. Tradicionalment, obtenir una peça reeixida depèn en gran manera de l'experiència de l'operador, on les condicions adequades es troben després de diversos intents.D'altra banda, el límit de conformat de qualsevol procés de deformació de metalls és una dada essencial que ajuda a predir l'aparició de defectes amb anticipació, garantint la qualitat del producte final. Per tant, en el present treball es van determinar els mapes de procés per a un acer DC04, un acer inoxidable AISI 420, els aliatges d'alumini AA2024 i AA7075 que endureixen per precipitació, en les quals els límits del procés es van trobar en funció de la reducció de gruix, angle d'atac de la rulina, velocitat de gir i velocitat d'avanç. Les troballes experimentals van revelar una relació convincent entre la màxima reducció de gruix permesa i la relació entre la velocitat d'avanç amb el radi del nas de la rulina. A mesura que augmentava la relació de velocitat d'avanç, la màxima reducció de gruix permesa mostrava una disminució exponencial, descrita per una equació paramètrica.També, es va trobar que la màxima reducció de gruix permesa va ser del 84% per al DC04 i del 80% per a la resta dels materials.A més, s'ha demostrat que les simulacions numèriques són una eina eficient per a predir amb precisió la resposta mecànica i l'aparició de defectes en les operacions de conformat de metalls. Les capacitats de predicció de la simulació numèrica es basen en l'evolució de les variables del model a través del procés, és a dir, desplaçaments, deformació, velocitat de deformació, tensions i perduda de la rigidesa. En aquest treball, es van construir diferents models del procés de laminació cònica amb el programari comercial ABAQUS. Primer, es va comparar l'eficiència de les diferents estratègies i mètodes de solució utilitzats per a modelar el procés. Després, es va proposar un model segmentat més eficient que redueix el temps de càlcul fins a 300 vegades en comparació amb els models convencionals. A més, es van implementar diferents models desacoblats de fractura dúctil a través d'una subrutina (VUMAT). Es va trobar que els models de fractura dúctil poden predir amb les condicions de fallada utilitzant una formulació d'evolució de mal no lineal.Finalment, aquesta recerca millora la comprensió de la deformació del material en el procés de laminació cònica i proporciona un marc per a millorar l'eficiència en els processos de deformació incremental.
  

Data de lectura: 17/04/2024

• LORENTE GARCÍA, ESTER: A Simulation-based intermodal assignment accounting for public transport and ride-pooling services
  
  Autor/a: LORENTE GARCÍA, ESTER
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ESTADÍSTICA I INVESTIGACIÓ OPERATIVA
  Departament: Departament d'Estadística i Investigació Operativa (EIO)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 13/02/2024
  Data de lectura: 17/04/2024
  Hora de lectura: 15:00
  Lloc de lectura: Sala de reunions C5202. Campus NORD, Dep. Estadística i Investigació Operativa. Ed. C5 2 planta
  Director/a de tesi: CODINA SANCHO, ESTEVE | BARCELÓ BUGEDA, JAIME
  Tribunal:
       PRESIDENT: FAULIN FAJARDO, FRANCISCO
       SECRETARI: MONTERO MERCADÉ, LIDIA
       VOCAL NO PRESENCIAL: FRIEDRICH, BERNHARD
  Resum de tesi: La movilidad compartida, incluyendo la Movilidad como Servicio (MaaS), ha surgido como una solución potencial para la congestión en las ciudades. Sin embargo, estudios recientes han revelado consecuencias no deseadas como el aumento de los tiempos de viaje y la reducción en el uso del transporte público. La Asociación Internacional de Transporte Público (UITP) enfatiza la necesidad de una integración complementaria entre la movilidad compartida y el transporte público para lograr resultados positivos. Esta tesis se centra en la integración intermodal de un servicio de ride-pooling (RP) como alimentador de paradas de transporte público (PT), permitiendo viajes combinados con múltiples tramos (¿legs¿ en inglés). A diferencia de estudios anteriores, explora todos los tipos intermodales, considera una amplia gama de combinaciones intermodales más allá de las restricciones del vehículo y la parada más cercanos, y analiza el rendimiento en una gran área metropolitana con una extensa red de transporte público.En esta tesis, se ha desarrollado una estrategia de asignación que mejora significativamente el rendimiento de un sistema de viajes compartidos en combinación intermodal con el transporte público, implementado dentro del asignador intermodal (¿intermodal dispatcher¿), el componente clave del sistema. Las características más importantes de la estrategia son que utiliza un enfoque de asignación por lotes (¿batch dispatching¿) para optimizar la asignación de solicitudes a vehículos de transporte (RP y/o PT) y presenta una asignación postpuesta (¿delayed dispatching¿), que pospone el proceso de las peticiones hasta que éstas son próximas a su ventana de tiempo. Esta estrategia permite una selección precisa del vehículo, evitando elecciones prematuras cuando la mayoría de los itinerarios de los vehículos están vacíos. En particular, esto afecta los viajes con un último tramo (¿last-leg¿ LL) en ride-pooling, los cuales son divididos en dos partes y tratados en dos iteraciones separadas. La primera parte excluye el tramo final de RP y se asigna inicialmente utilizando una estimación para el LL. La segunda parte del viaje queda momentáneamente pen-diente y se asigna con una determinada anticipación a la ventana de tiempo de la LL. Para garantizar la disponibilidad de vehículos en esta segunda parte, el sistema implementa un mecanismo de reserva de vehículos.Para evaluar el rendimiento de la estrategia de asignación propuesta, se ha desarrollado un sistema basado en simulación que modela con precisión tanto el funcionamiento del sistema de viajes compartidos en el campo (el movimiento de vehículos y la recepción de solicitudes de clientes) como el procesamiento de solicitudes y actualizaciones de ubicación de vehículos por parte del asignador. En comparación con experimentos reales en el campo, la simulación permite experimentos en los que se varían sistemáticamente todos los parámetros de la estrategia de asignación y de la demanda. Este simulador es el segundo resultado significativo de la tesis. Los resultados de la investigación indican que la implementación de una estrategia de asignación postpuesta, junto con la reserva de vehículos, puede conducir a una mayor demanda servida y a una más alta rentabilidad en comparación con una estrategia no postpuesta, especialmente en escenarios de saturación de flota. Esta estrategia optimiza la asignación de los recursos del sistema, específicamente la flota limitada de vehículos, ya que éstos son seleccionados de forma más apropiada. Como resultado, el sistema puede identificar e incluir de manera eficiente alternativas con una alta proporción de compartición y que contengan otros pasajeros ya en servicio, sin imponer restricciones excesivas en las solicitudes futuras.Barcelona10-1-
  

• MOLAVI, ALI: Control System Design and Implementation for PEMFC to Maximize the Efficiency and Minimize the Degradation in an Automotive Application
  
  Autor/a: MOLAVI, ALI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ
  Departament: Institut de Robòtica i Informàtica Industrial (IRI)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 27/03/2024
  Data de lectura: 17/04/2024
  Hora de lectura: 12:00
  Lloc de lectura: Aula I-28.8 de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Industrial de Barcelona (ETSEIB), Av. Diagonal, 647. 08028 Barcelona.
  Director/a de tesi: SERRA PRAT, MARIA | HUSAR, ATTILA PETER
  Tribunal:
       PRESIDENT: VALIÑO GARCÍA, LUIS
       SECRETARI: COSTA CASTELLO, RAMON
       VOCAL: MORÉ, JERÓNIMO JOSÉ
  Resum de tesi: Els combustibles fòssils han jugat un paper clau en l¿impuls del desenvolupament econòmic global. No obstant això, el seu ús descontrolat ha comportat greus conseqüències ambientals, especialment la contaminació de l'aire i les emissions de gasos d'efecte hivernacle (GEH), la qual cosa representa amenaces substancials per a la salut humana i el benestar del planeta. Per abordar aquests problemes urgents, el desenvolupament de tecnologies eficients i sostenibles com les Cèl·les de Combustible de Membrana d'Intercanvi Protònic (PEMFC), alimentades amb hidrogen de fonts renovables, s'ha tornat primordial. Les PEMFC són una gran promesa com a solució viable per a la descarbonització i la mitigació de la contaminació de l'aire i les emissions de GEH associades amb el transport i els vehicles. No obstant això, superar els reptes relacionats amb la seva eficiència i longevitat roman un pas crucial cap endavant. Concretament, aquesta tesi explora l'aplicació de les PEMFC en un vehicle elèctric de pila de combustible per a automòbils. La longevitat i durabilitat d'un sistema de piles de combustible, juntament amb la seva eficiència, són factors clau en l'avanç dels vehicles de piles de combustible, ja que afecten significativament el cost i l'acceptació del consumidor d'aquests vehicles. En l'àmbit de les aplicacions automobilístiques, els principals factors de la degradació de les piles de combustible inclouen condicions operatives extremes (que involucren temperatura, humitat, pressió, velocitat de flux de massa, densitats de potència altes i baixes), perfils de càrrega dinàmics, manipulació inadequada durant els modes d'inici, aturada i inactivitat, i la presència de contaminants en els gasos reactants. Es presenta en aquesta tesi un model de paràmetres distribuïts de la pila, que representa amb precisió el comportament dinàmic intern de les PEMFC. A més, s'introdueixen i implementen en Simulink els models dels subsistemes de balanç de planta, incloent-hi els subsistemes d'ànode, càtode i tèrmic. Tots aquests models es validen experimentalment. Basant-se en aquests models, es dissenya una estratègia de control predictiu del model per obtenir les condicions operatives òptimes per a la pila i generar a partir d'aquestes els valors de referència dels subsistemes de balanç de planta. Es dissenya un controlador supervisor per a un sistema de piles de combustible. Aquest controlador supervisor consta de tres components clau: un generador de valors de referència, una màquina d'estats i un calculador de límits de potència. El controlador supervisor es sotmet a rigoroses proves de simulació utilitzant un cicle de conducció automobilístic estàndard. Aquestes metodologies i algoritmes de control sofisticats s'apliquen després al sistema automobilístic desenvolupat en el projecte europeu INN-BALANCE, que ha servit com a base per a aquesta tesi doctoral. Per tant, aquesta tesi presenta resultats experimentals obtinguts de la implementació del controlador proposat en un vehicle prototip a les instal·lacions de PCS i CEVT, incloent l'arrencada, apagada, seguiment dinàmic de càrrega i rendiment del controlador local dels subsistemes. Finalment, aquesta tesi proporciona una visió integral de les contribucions realitzades per la recerca i els seus resultats. La conclusió també proposa possibles vies per a futures investigacions, marcant el final del viatge investigatiu emprès en aquesta tesi.
  

Data de lectura: 18/04/2024

• MATSUMURA, KAZUAKI: Advancing the state of the art of directive-based programming for GPUs: runtime and compilation
  
  Autor/a: MATSUMURA, KAZUAKI
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ARQUITECTURA DE COMPUTADORS
  Departament: (DAC)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 20/03/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: PEÑA MONFERRER, ANTONIO JOSE
  Tribunal:
       PRESIDENT: CASTELLÓ GIMENO, ADRIÁN
       SECRETARI: AYGUADÉ PARRA, EDUARD
       VOCAL: EL HAJJ, IZZAT
  Resum de tesi: El desenvolupament ràpid de la tecnologia informàtica ha aplanat el camí perquè els models deprogramacióbasats endirectives exerceixin un paper principal en el manteniment de la portabilitat del programari d'aplicacions de rendimentcrític.Elsesforços en aquests models impliquen un cost d'enginyeria mínim per permetre l'acceleració computacional enmúltiplesarquitectures, mentre que als programadors només cal afegir metainformació al codi seqüencial. Tot i això, les optimitzacionsperobtenir la millor eficiència possible solen ser un desafiament. La inserció de directives per part del programador pot provocarefectes secundaris que limitin la possible optimització disponible del compilador, cosa que podria provocar unadegradaciódelrendiment. Això s'agreuja quan s'apunta a l'execució asincrònica o sistemes multi-GPU, ja que els pragmes no s'adaptenautomàticament a aquests mecanismes i requereixen ajustaments de codi costosos i que requereixen molt de temps per partdels programadors. A més, els models de programació basats en directives com OpenACC i OpenMP sovint impedeixen que elsprogramadors facin optimitzacions addicionals per aprofitar les característiques arquitectòniques avançadesde les GPUperquèel càlcul real generat és ocult per al desenvolupador de l'aplicació.Aquesta dissertació explora noves possibilitats per optimitzar el codi basat en directives tant des de la perspectiva del tempsdexecució com de la compilació. Primer presentem un marc d'execució per a OpenACC per facilitar l'anàlisi i lacompilaciódinàmica. Especialment, el nostre marc realitza una execució asincrònica automàtica i un ús demúltiplesGPU segons l'estatd'execució del nucli i la disponibilitat de dades, mentre aprofita un mecanisme sobre la marxa per a lacompilaciói l'optimitzaciódel programa. Agreguem un mètode versàtil de traducció de codi per a la utilització de múltiples dispositiusmitjançantel qual lesaplicacions optimitzades manualment es poden distribuir automàticament mantenint l'estructura i el paral·lelismedel codioriginal.En segon lloc, implementem una nova tècnica d'optimització flexible que opera inserint una fase d'emulador de codi al final delprocés de compilació. La nostra eina emula el codi generat mitjançant anàlisi simbòlica en substituir informació dinàmicaiaixípermetre que s'apliquin més optimitzacions de codi de baix nivell. Implementem la nostra eina per admetre les directives CUDA iOpenACC com a interfície del procés de compilació, cosa que permet optimitzacions de GPU de baix nivell per a OpenACC queabans no eren possibles. En tercer lloc, us proposem l'ús d'una tècnica d'optimització moderna, lasaturaciód'igualtat, peroptimitzar el codi seqüencial utilitzat a la programació basada en directives per a GPU. El nostre enfocament aconsegueixmenys computació, menys accés a la memòria i un alt rendiment de la memòria simultàniament. El nostre marc totalmentautomatitzat construeix la forma SSA a partir d'entrades que es reescriuran completament mantenint lesdependènciesi extraientcasos òptims. En general, cobrim tècniques de temps dexecució i mètodes doptimització basats eninformació dinàmica,operacions de baix nivell i oportunitats a nivell dusuari.
  

Data de lectura: 19/04/2024

• ARNAIZ MARTÍNEZ, DAVID MARIANO: Bringing Self-Awareness to the Extreme Edge - A Distributed Approach for Adaptive Energy Management in WSNs Applied to Structural Health Monitoring
  
  Autor/a: ARNAIZ MARTÍNEZ, DAVID MARIANO
  Tesi completa: (contacteu amb l'Escola de Doctorat per confirmar que sou un doctor acreditat i obtenir l'enllaç a la tesi)
  Programa: ENGINYERIA ELECTRÒNICA
  Departament: Departament d'Enginyeria Electrònica (EEL)
  Modalitat: Normal
  Data de dipòsit: 21/03/2024
  Data de lectura: pendent
  Hora de lectura: pendent
  Lloc de lectura: pendent
  Director/a de tesi: ALARCON COT, EDUARDO JOSE | MOLL ECHETO, FRANCESC DE BORJA | VILAJOSANA GUILLEN, XAVIER
  Tribunal:
       PRESIDENT: CHOWDHURY, KAUSHIK ROY
       SECRETARI: ABADAL CAVALLÉ, SERGI
       VOCAL: DINI, PAOLO
  Resum de tesi: En el panorama actual, les dades esdevenen cada cop un recurs més valuós per millorar la presa de decisions, generar coneixements predictius, augmentar l'eficiència operativa, entre moltes altres aplicacions. En el context actual, els sensors sense fils juguen un paper facilitador, permetent la recopilació de dades d'una manera senzill, flexible i econòmica.Un dels reptes pendents de les tecnologies dels nodes sensors sense fils és la seva disponibilitat energètica limitada, especialment la seva vida útil de la bateria. Per allargar la vida de la bateria, els nodes sensors han d'utilitzar la seva energia de la manera més frugal possible. El comportament òptim d'un node sensor depèn en gran mesura de les condicions de funcionament variables. Per tant, per funcionar de manera òptima, els nodes sensors necessiten incorporar mecanismes adaptatius per ajustar dinàmicament el seu comportament en temps d'execució. Aquests mecanismes adaptatius s'anomenen habitualment Gestió Dinàmica d'Energia (DEM).Malgrat els progressos realitzats en DEM, els nodes sensors comercials continuen funcionant principalment amb comportaments estàtics, malgastant energia. La principal limitació que impedeix l'adopció generalitzada de DEM és que fa que el comportament del node depengui de les condicions de funcionament, fent que el comportament del node sigui imprevisible. En els últims anys, la consciència de si mateix s'ha plantejat com una solució prometedora a aquest repte. Els sistemes autoconscients ajusten autònomament el seu comportament en temps d'execució en funció de les seves condicions operatives internes i externes per assolir els seus objectius operacionals de la manera més eficient possible. En conseqüència, encara que el comportament d'un sistema autoconscient pugui no ser conegut en un moment donat, aquests sistemes proporcionen cert nivell de predictibilitat complint els seus objectius operacionals.Aquesta tesi s'endinsa en l'ús de la consciència de si mateix a nivell del node sensor per guiar el comportament adaptatiu del node. L'objectiu principal d'aquesta tesi és proporcionar una base sòlida per donar suport al progrés futur dels nodes sensors autoconscients. En persecució d'aquest objectiu, presenta una arquitectura de referència d'un node sensor autoconscient resolent la manca actual d'estandardització en el seu disseny. A més, proposa dos mètodes de monitorització autoconscient que permeten al node complir amb el seu objectiu de vida útil de la bateria optimitzant alhora la seva assignació d'energia per maximitzar la seva precisió de monitorització. Un altre aspecte clau que limita l'adopció de la consciència de si mateix a nivell del node sensor és la falta d'informació i capacitats de computació del node per modelar entorns complexos, com sol passar en les aplicacions de monitorització de la salut estructural (SHM). Aquesta tesi aborda aquest problema proposant un mètode de monitorització conscient d'anomalies adaptat per a aplicacions SHM, que modela els patrons de vibració local mesurats pel node per determinar els requisits de monitorització actuals del node. Finalment, la tesi acaba explorant com es pot ampliar el concepte de consciència de si mateix a través de la xarxa, permetent la interacció entre nodes sensors autoconscients i una aplicació de monitorització autogestionada que s'executa al núvol.