2. Maestría
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Tesis de la Escuela de Posgrado
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Item Caracterización del canal móvil para aplicaciones V2V en el marco de 5G-NR(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-03-05) Tuesta Castro, Anderson; Marcano Aviles, Diógenes ManuelLas comunicaciones entre vehículos se perfilan a ser ampliamente utilizadas en el futuro; es por ello que en el presente trabajo se estudió y caracterizó de forma teórica y mediante simulaciones el canal móvil para aplicaciones V2V. Para lograrlo, se empleó un modelo de canal multitrayecto variante en el tiempo en el cual las amplitudes de cada uno de los trayectos existentes fueron representadas con la distribución de probabilidad de Weibull y su respectivo efecto doppler asociado; asimismo, se modeló la no estacionariedad en el dominio del tiempo empleando un proceso de prendido y apagado de cada trayecto en un determinado instante de tiempo usando la distribución de probabilidad uniforme y se garantizó la correlación de cada uno de ellos empelando un algoritmo publicado en la literatura existente. Con todo esto, se implementó el modelo usando Matlab y se validó su correcto funcionamiento realizando simulaciones con datos reales obtenidos de mediciones. Finalmente, se realizó el análisis de la numerología para cada escenario simulado, teniendo en cuenta el marco de 5G-NR.Item Control de robots móviles autónomos en formación usando el esquema líder-seguidor(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-04) Alfaro Purisaca, Paul Anthony; Morán Cárdenas, Antonio ManuelEl concepto de robots trabajando en conjunto viene siendo cada vez más popular gracias a los avances tecnológicos de la autonomía en robots y a la reducción de riesgos al momento de realizar tareas peligrosas para los seres humanos. Debido a esto se propone el desarrollo de dos sistemas de control para la formación de robots móviles autónomos, que pueden ser utilizados en distintos ámbitos como operaciones militares, búsqueda y rescate, vigilancia, reconocimiento de terrenos y/u objetos en específico, exploración de nuevos hábitats, entre otros. Existen tres tipos de soluciones propuestas en la literatura, estos son la estrategia de estructuras virtuales, la basada en comportamientos y el método líder-seguidor, el cual se va a emplear en esta tesis. Se centrará en el modelamiento, inicialización y control de robots no holonómicos en formación, siguiendo a un robot líder el cual guiará al grupo a través de una trayectoria definida. Se usará el modelo Ackerman de robots móviles junto con la teoría de Linealización por Aproximación y Linealización Entrada-Salida para controlar a cada robot utilizando conjuntos de ecuaciones diferenciales que modelan a la formación. Estas ecuaciones utilizan la distancia y el ángulo de visibilidad entre un líder y su seguidor para determinar cómo se moverán al momento de llegar a su posición dentro del grupo. Finalmente se realizan simulaciones con el software MATLAB variando en formaciones y trayectorias, para analizar la estabilidad y validar el comportamiento de los sistemas diseñados, encontrando a grandes rasgos que ambos controladores son efectivos en realizar la formación deseada desde sus posiciones iniciales, evitando colisiones. Adicionalmente, el grupo de robots es guiada por el robot líder sin inconvenientes, manteniendo estable la estructura de la formación.Item Evaluación térmica de la construcción por capas de una presa de concreto usando el método de volúmenes finitos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-08-31) Ponce Segovia, Roger Iván; Blanco Alvarez, Armando JoséEl uso de herramientas computacionales como softwares numéricos tienen un gran impacto en el sector de la construcción, debido a que mediante su correcto uso es posible predecir y analizar fenómenos físicos que pueden ocasionar daños estructurales, eliminando o limitando su repercusión en una obra. En este trabajo se ha desarrollado un caso particular de un fenómeno físico que se presenta en la construcción por capas o bloques de concreto en presas de centrales hidroeléctricas, fenómenos como las altas temperaturas producidas por la hidratación del concreto a tempranas edades, que pueden ocasionar fisuras. Todos los trabajos desarrollados hasta el momento, por diferentes autores, en la simulación térmica de presas de concreto, han utilizado softwares o creados algoritmos basados en el método de elementos finitos (como se detalla en la sección 2.2). Por otro lado, el método de volúmenes finitos es una opción que se puede emplear debido a su fácil implementación y rápido calculo. Además, también existen una gran diversidad de softwares en el mercado basados con este método (softwares de dinámica de fluidos computacional). Debido a la falta de información e investigación en el desarrollo de algoritmos usando el método de volúmenes finitos aplicados en la construcción de presas de concreto y la dificultad de hacer simulaciones son softwares comerciales, se optó por desarrollar en este trabajo un modelo numérico que permita obtener resultados fiables en la simulación de una presa en 2D. El modelo numérico implementado será capaz reducir los tiempos de pre-proceso en comparación con los softwares comerciales. Mientras que en los softwares comerciales se necesitan modificar, por ejemplo, la fuente de calor o las temperaturas iniciales en cada bloque, en el código se cambia solo una variable para todos los bloques a la vez. La intención de este trabajo es ser un punto de partida para futuras investigaciones que atañen en la construcción y operación de presas. El objetivo de este trabajo es construir un modelo numérico que permita calcular y visualizar la distribución de temperaturas al interior de la presa a lo largo del tiempo usando el método de volúmenes finitos. Para lograr este objetivo se ha seguido la siguiente metodología; en la primera etapa se define el modelo físico de Jaafar et al. (2006) de una presa en 2D, luego se define el modelo matemático de la ecuación de calor y por último se define el modelo numérico discretizando el modelo matemático. En la segunda etapa se implementa el modelo numérico definido en la etapa anterior para un caso en 1D en régimen transitorio, con una fuente de calor constante; además se desarrolla una simulación mediante ANSYS CFX, con ambos softwares se verifica el algoritmo construido, del cual se obtuvieron resultados similares al experimento de Saab (2013). En la tercera etapa con el algoritmo implementado y verificado para el caso 1D, se procede a construir el modelo en 2D de la presa usando MATLAB y considerando una fuente de calor variable (generada por el calor de hidratación del concreto) y posteriormente simulando en ANSYS CFX, bajo las mismas condiciones, comparando los resultados obtenidos con los de Jaafar et al. (2006) y Croppi et al. (2014). En la cuarta etapa de hace una evaluación de fisuras en cada bloque de la presa, así mismo se analiza la distribución térmica al interior de la presa considerando la transferencia de calor por convección, que no fue tomada en cuenta en los trabajos desarrollados por Jaafar et al. (2006) y Croppi et al. (2014). De todo ello, se concluye que el método de volúmenes finitos otorga fiabilidad en los resultados, que son comparables con el método de elementos finitos. Además, para el caso de la presa analizada se demuestra la existencia de fisuras localizadas que se deben en gran medida a las temperaturas ambientales variables a lo largo del tiempo que son impuestas como condición inicial del modelo numérico. También el considerar la transferencia de calor por convección mejora el comportamiento térmico de la presa teniendo temperaturas menores y reduciendo la generación de fisuras en la presa. Finalmente se puede mencionar que, con este trabajo, usando el método de volúmenes finitos, se pueden continuar otros casos de estudio, como, por ejemplo; implementar un modelo en 3D de la presa o calcular los efectos térmicos del llenado de agua del rio para la operación de la central hidroeléctrica. La presa una vez construida entrará en contacto con la superficie de la presa aguas arriba, este choque térmico (agua de rio generalmente a bajas temperaturas y el concreto con temperaturas aun elevadas luego de finalizada la construcción) genera gradientes térmicos que también pueden generar fisuras y cambiar la distribución de temperaturas al interior de la presa. Este estudio puede ayudar a mejorar el proceso de operación de la presa posterior a su construcción.Item Simulación basada en agentes con enfoque en sostenibilidad y reducción de riesgo de desastres(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-05-11) Gallo Portocarrero, Saulo; Kahhat Abedrabbo, Ramzy FrancisSe presenta una introduccién a la simulacién de sistemas complejos por medio de un modelo basado en agentes (MBA) para todo aquel interesado en responder preguntas sobre sistemas complejos envueltos en contextos sociales y de ingenieria. Esta investigacién se conducira por medio de aplicaciones en el campo de la ingenieria para ilustrar e1 potencial de la metodologia del MBA y asi entender Como usar esta metodologia en aplicaciones futuras. El Capitulo 1 presenta la introduccién, objetivos, esquema del estudio y la contribucién del trabajo de investigacién como herramienta fitil a tener en cuenta durante la toma de decisiones de politicas pfiblicas. El Capitulo 2 presenta el primer articulo cientifico titulado: Assessing the Use of Recycled Concrete Via Agent-Based Model. A Peruvian Perspective, que plantea el uso de un modelo basado en agentes para simular e1 sector de construccién de proyectos pfiblicos para un caso de estudio en la Region Piura. E1 Capitulo 3 presenta e1 estudio titulado: Understanding the recycled solid waste collection based on agents, el cual explora e1 impacto del nivel de segregacién de los residentes en el porcentaje de bolsas recicladas recolectadas. El Capitulo 4 muestra e1 segundo articulo cientifico titulado: Human evacuation for tsunamis using agent-based model. A Peruvian case, cuyo objetivo es mostrar e1 proceso de evacuacién de las personas frente a1 riesgo de tsunamis tomando como caso de estudio al distrito de Mancora. Tiene como producto final la mejora del mapa de evacuacién por medio del analisis del indice de Capacidad—Demanda (CDI). Finalmente, se lleva a cabo una discusién general sobre la aplicacién de modernas tecnologias para el estudio de sistemas complejos; asi como su aplicacién para futuras investigaciones.