miércoles, 11 de enero de 2017

Nueva publicación: Modelamiento de flujo en medios porosos, un anális de los tiempos de computo

Hola a tod@s!

Mi última publicación es en "Computer and Mathematics with Applications". Aún no tiene asigando un issue, pero ocurrirá durante 2017.

Computational time and domain size analysis of porous media flows using the lattice Boltzmann method


Abstract

The purpose of this study is to investigate the computational time required to describe the fluid flow behavior through a porous medium and its relation to the corresponding domain size. The fluid flow behavior is recovered using the lattice Boltzmann method (LBM). The selected methodology has been applied because of its feasibility for mimicking the fluid flow behavior in complex geometries and moving boundaries. In this study, three different porosities are selected to calculate, for several sizes domain, the required computational time to reach the steady state. Two different cases are implemented: (1) increasing the transversal area, but keeping the layer thickness as a constant, and (2) increasing the total volume of the pore domain by increasing all the dimensions of the volume equally. The porous media are digitally generated by placing the solid obstacles randomly, but uniformly distributed in the whole domain. Several relationships relating the computational time, domain size and porosity are proposed. Additionally, an expression that relates the hydraulic tortuosity to the porosity is proposed.

Keywords
Computational time; Domain size; Porous media; Lattice Boltzmann method; Porosity; Hydraulic tortuosity

Resumen

El objetivo de este estudio es investigar el tiempo de cómputo requerido para describir el comportamiento del fluido a través de un medio poroso y la relación con su correspondiente tamaño de dominio. El comportamiento del fluido es obtenido usando el método de Lattice Boltzmann (LBM). Esta metodología ha sido seleccionada en esta aplicación por su facilidad para modelar el comportamiento de flujos en geometrias complejas y fronteras móviles. En este estudio, tres diferentes porosidades son seleccionadas para calcular, para varios tamaños de dominio, the tiempo de cómputo requerido para que el fluido alcance el estado estable. Dos casos diferentes son implementeados: (1) incrementando el área transversal, pero mantiendo constante el espesor de la capa, y (2) incrementando el volumen total del medio poroso por medio del incremento de todas las aristas del volumen. Los medios porosos son digitalmente creados ubicando aleatoriamente partículas sólidas uniformemente distribuidas en todo el volumen. Varias relaciones entre el tiempo de cómputo, tamaño de dominio y porosidad son propuestas. Además, una expresión que relaciona la tortuosidad hidraulica y la porosidad es propuesta.

Palabras claves:
Tiempo de cómputo; Tamaño de dominio; Medios porosos; Método de Lattice Boltzmann; Porsidad; Tortuosidad hidraulica

Mis otras publicaciones las pueden encontrar en mi perfil de google académico, hay varios artículos que son de acceso abierto:




lunes, 26 de enero de 2015

El sistema sueco… o bueno una parte del sistema sueco.

Pues bien, luego de conversar con varios académicos (y no académicos) en Suecia sobre como es el sistema educativo sueco puedo escribir las siguientes líneas que podrían ser aplicadas con mayor o menor grado en diferentes sistemas educativos de américa latina. Haré (en ocasiones) comparaciones con el sistema educativo de Ecuador por obvias razones. Además que en Ecuador he estado en contacto directamente con la educación secundaria y universitaria especialmente. No es un análisis exhaustivo pero ayudará a entender un poco más y buscar algunas soluciones para mejorar el sistema.
Lo primero que puedo mencionar es que cuando a un Sueco le preguntas ¿Cuál es la principal fuente de ingreso para sostener su sistema? En coro, y con una sonrisa te contestan: IMPUESTOS. (No he realizado un análisis en profundidad al respecto pero lo tomaremos como verdad).

Sistema Universitario sueco (gratuito)
5 años: Obtienes el título de Master (título de postgrado). Puedes, si quieres, obtener el título de bachelor (título de pregrado) a los 3 o 3.5 años (por el tema de Bologna) pero generalmente pocos suecos lo hacen. Todos los estudiantes al iniciar la carrera obtienen préstamos del estado para cursar la carrera (gastos de alojamiento y comida. No se paga tuition) ya que las U no están en toooooooodas las ciudades y tienen que cambiar de ciudad para estudiar. Luego de graduarse pagan ese préstamo en cómodas cuotas (intereses bajísimos). Inician estudios a los 19-20 años.

Sistema Universitario ecuatoriano (gratuito)
5 años: Obtienes el título de Ingeniero (título de pregrado).  Este título es equivalente al bachelor alrededor del mundo. Pocos estudiantes al iniciar la carrera obtienen préstamos del estado (pero se va mejorando en ese aspecto). Inician estudios a los 16-17 años. (si, mucho más jóvenes que los suecos).
Hasta lo escrito, podríamos decir que la población estudiantil sueca inicia su carrera universitaria con un poco mas de conocimiento de la realidad nacional además de que ya tienen definido lo que en realidad quieren estudiar (en general). Muchos estudiantes en Ecuador al terminar la secundaria no saben ni porque han obtenido ese titulo de bachillerato ni especialización.

Me había olvidado de mencionarles, aquí cada niño que nace si viene literalmente “con un pan bajo el brazo”, de hecho más que con un pan. Al nacer, el estado asigna un valor mensual a los padres ¿De dónde sale ese dinero? pues ya saben… de los IMPUESTOS.

Continuemos, ¿Por qué los suecos inician sus estudios universitarios a esa edad? Para responder eso debemos analizar desde que nacen.

Cuando una sueca queda embarazada tiene 1.5 años de permiso en el trabajo (recibiendo salario). Además ese 1.5 años puede ser utilizado por el padre también (parental leave). Los niños son la parte más importante de la sociedad sueca (como debería serlo en cualquier sociedad), ya que ellos son el futuro del país.

Los pequeños a partir del 1-2 años ingresan al maternal. Esto es más o menos como los CIBV (Centro Infantil del Buen Vivir) que están construyendo en Ecuador. Con esto, los padres ya pueden seguir sus actividades laborarles. La equidad de género es fundamental.

Los niños pasan en esos centros, donde desarrollan destrezas y habilidades (había escuchado que durante esa edad el desarrollo de habilidades es importante junto con una correcta alimentación)  hasta la edad escolar. La edad escolar inicia a los 7 años.

Todos estudian el mismo currículo, dentro del cual puedo mencionar: cocina, natación (es obligatorio que sepan nadar), inglés no como lengua extranjera sino como un idioma default que deben aprenderlo si o si (desde pequeños ya ven TV en inglés con sub títulos en sueco). A parte, en cierto grado, deben elegir otro idioma adicional. Ciencias, Matemáticas, etc. El horario? Pues de 8am a 4pm casi todos los días (no tienen por qué madrugar!!!). Deben cumplir 30H semanales. Esto durante 9 años (los de educación básica), es decir a los 15-16 años están terminando educación elemental básica. (a la edad que en Ecuador algunos terminan la secundaria!!!)

Luego de esto les toca decidir, alguna carrera práctica (pintor, podador, armador de andamios, artista, actor, que se yo cualquier otra carrera que no se estudie en Universidad) o ir a la Universidad. En ambos casos deben dedicar los siguientes 3 años para prepararse. Los primeros a institutos tecnológicos o profesionalizantes (y obtener un título habilitante), los segundos a High School (4to – 6to año en Ecuador). Tengo entendido que para ingresar a la U no debes dar exámenes de ingreso, simplemente toman en cuenta tus calificaciones de esos tres años. O tus calificaciones de tus exámenes finales, que de hecho están basados en los estudios de esos 3 años.  Terminas los 3 años y postulas a la carrera que desees en la Universidad que desees, y ahí obtendrás ingresó en función de tus calificaciones.

No hay falla, esos 3 años solo los estudian los que en realidad quieren ir a la Universidad. Los que no quieren ir a la Universidad se preparan para salir al campo laboral. Nadie obliga a nadie, todos lo hacen porque creen que ese es el mejor camino. Recordemos que la Universidad no es para todos!!!

Problema que tenemos en Ecuador,  estudiantes en el colegio (4to – 6to año) que primero no saben si van a ir a la U o no, así es más difícil enseñar ya que no existe la motivación. El BGU es una decisión muy acertada, pero para aplicarla en un sistema como el sueco. En el que le enseñanza de Mat, Fis o Qui sea de la profundidad que se requiera en la Universidad (para el grupo que si quiere ir a la Universidad).

Pues es lo que puedo mencionar hasta el momento, así es como en Suecia se desarrolla el niño-joven. Por cierto, siguen recibiendo la ayuda económica del estado (como ellos dicen, es algo simbólico) creo hasta antes de entrar a la U.  Desde que entran al kindergarden (1-2 años) hasta que terminan secundaria reciben el almuerzo en la institución educativa.

Todo sostenido principalmente por los… ya saben. Podrían decir que el estado es muy proteccionista, pero hay mucho por “copiar”. 

Maus

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