TRABAJO FIN DE MÁSTER

… y, finalmente, poner en práctica los conocimientos con tu propio proyecto.

Trabajo Fin de Máster simulación COMSOL Multiphysics

El Trabajo Fin de Máster (TFM) es un trabajo autónomo e individual, con una carga docente de 6 créditos ECTS, que cada estudiante habrá de realizar bajo la orientación de un tutor, quien actuará como supervisor y dinamizador. Cada alumno realizará un modelo multifísico original realizado con COMSOL Multiphysics, de carácter científico o ingenieril.

La temática concreta del TFM podrá ser:

El alumno podrá complementar el trabajo de simulación mediante la creación de una aplicación, construida a partir del modelo multifísico generado. La creación de esta aplicación será recomendable y valorable, pero no obligatoria para superar el TFM.

Entidades Colaboradoras para CoTutorización de TFM

Trabajos Fin de Máster de Alumnos

Análisis Numérico de Electrorreometría Extensional de Tintas de Grafeno

Curso 2020/2021

Alumno: Francisco Galindo Rosales

Tutor/es: Emilio Ruiz Reina

La impresión por chorro electrohidrodinámico (e-jet) es una técnica basada en la aplicación de un campo eléctrico, capaz de producir puntos, líneas y patrones submicrométricos, y puede representar un cambio de paradigma para fabricación de electrónica impresa. Las tintas magnéticas son usadas en impresión de documentos de seguridad, que podrían beneficiarse de la técnica e-jet. Este trabajo contiene el primer intento de desarrollar un modelo de COMSOL Multiphysics que contenga la física completa detrás del proceso de adelgazamiento capilar de una tinta magnética, bajo la aplicación de un campo eléctrico externo.

Estudio de Nitración de PETN en Reactor Continuo

Curso 2020/2021

Alumno: Héctor Mauricio Castro Estay

Tutor/es: Juan Manuel Paz García

El presente trabajo estudia el proceso de nitración de PETN en un reactor continuo. El PETN (Tetranitrato de Pentaeritritol, C5H8N4O12) es un explosivo secundario de alta potencia utilizado ampliamente en la industria minera durante el proceso de fragmentación de roca. Estudiaremos con COMSOL Multiphysics la reacción química exotérmica que se produce en un estanque reactor, tanto en condiciones isotérmicas como no-isotérmicas, y su implementación posterior en un modelo 3D que acopla la dinámica del fluido con la transferencia de calor, que es extraído del sistema mediante un intercambiador interno. La importancia del TFM radica en la relevancia de la industria minera en Latinoamérica, principalmente en Chile que es el principal productor de cobre del mundo.

Microscopía Electrónica de Fase Líquida

Curso 2020/2021

Alumno: Pedro García Ruiz

Tutor/es: Juan Manuel Paz García y Andrey Chuvilin.

La microscopía electrónica (Electron Beam Microscopy) es un proceso complejo basado en la irradiación de un haz de electrones a través de un medio, produciendo cambios moleculares al absorber parte de la energía del haz irradiado. El presente trabajo trata de estudiar en COMSOL Multiphysics los cambios y procesos físico-químicos a lo largo del tiempo mediante la implementación de las numerosas ecuaciones cinético-químicas que describen el sistema.

Simulación 3D de la Distribución Espacial de Especies Químicas Asociadas a la Corrosión del Par Zn-Fe.

Curso 2020/2021

Alumno: Antonio Alexandre da Cunha Bastos

Tutor/es: Juan Manuel Paz García

Este trabajo presenta una simulación numérica de los procesos electroquímicos y distribución de especies químicas que tienen lugar durante la corrosión del par galvánico zinc-hierro. Mediante el uso de microelectrodos, se midieron magnitudes como la densidad de corriente en solución, el pH y las concentraciones de O2, Zn2+, Na+ y Cl–. La simulación se realizó con las herramientas de electroquímica que posee COMSOL Multiphysics dentro de la interfaz física de distribución de corriente terciaria.

Simulación 3D del Comportamiento No Lineal en Transductor Electrodinámico de Baja Frecuencia

Curso 2020/2021

Alumno: Guillermo González Montañana

Tutor/es: Alejandro Cifuentes López y Rafael Serra Giménez

Este trabajo analiza, mediante el método de elementos finitos con COMSOL Multiphysics, los parámetros no lineales inherentes a un altavoz de radiación directa, tales como la rigidez, el factor de fuerza y la inductancia en función del desplazamiento. Además, se comparan los resultados obtenidos entre un modelo 2D axisimétrico y un modelo 3D, con el objetivo final de analizar las discrepancias computacionales entre los dos modelos y establecer una serie de pautas a seguir para futuras simulaciones.

Simulación de la Transmisión de Calor en un Transductor Electrodinámico de Baja Frecuencia

Curso 2020/2021

Alumno: Pedro Adrián Roig Ortiz

Tutor/es: Joel Hernández Wong y Rafael Serra Giménez.

Uno de los parámetros técnicos más importante de un altavoz es la potencia eléctrica admisible. Esta viene determinada por varios factores, entre ellos la temperatura alcanzada en la bobina. En este proyecto se plantea un procedimiento multifísico para la evaluación de la transferencia de calor en las diferentes partes de un altavoz electrodinámico de baja frecuencia, contrastándolo con experimentos de laboratorio.

Modelización Mesoscópica de Propiedades Térmicas, Mecánicas y Acústicas de Materiales Compuestos

Curso 2020/2021

Alumno: María Begoña Serrano Castillo

Tutor/es: Benjamín Ivorra y Javier Gómez Sánchez.

En este trabajo se aborda el desarrollo en COMSOL Multiphysics de un modelo estándar de ensayo tribológico pin-on-disk, para obtener las propiedades de desgaste del material y su posterior optimización con MATLAB. Los estudios de tribología constituyen una tarea compleja, debido a la naturaleza multidisciplinar y estocástica de estos procesos, como la topografía de la superficie, el calor de fricción, reacciones químicas, etc. El modelo propuesto para el estudio analítico de desgaste es simple en geometría, se considera que el desgaste se produce en la parte del pin que entra en contacto con el disco. Se ha validado la simulación y el proceso mediante contrastación bibliográfica, con el objetivo de que el set-up del modelo físico pueda ser utilizado por la empresa, colaboradora en la tutorización de los TFMs del máster, una vez que se hayan recopilado los datos experimentales.

Simulación 3D del Comportamiento No Lineal en Transductor Electrodinámico de Baja Frecuencia

Curso 2020/2021

Alumno: Guillermo González Montañana

Tutor/es: Alejandro Cifuentes López y Rafael Serra Giménez

El objetivo es simular la eficacia refrigerante de una instalación de energía solar con un dispositivo disipador de calor acoplado en el anverso de los paneles fotovoltaicos (FV). Uno de los grandes problemas que tienen las instalaciones fotovoltaicas es la pérdida de rendimiento que se produce debida a las altas temperaturas alcanzadas durante su funcionamiento. 

Simulación de la Transmisión de Calor en un Transductor Electrodinámico de Baja Frecuencia

Curso 2020/2021

Alumno: Pedro Adrián Roig Ortiz

Tutor/es: Joel Hernández Wong y Rafael Serra Giménez.

Abordamos el análisis de las no-linealidades inherentes a un altavoz de radiación directa, a través del diseño de una APP en COMSOL Multiphysics. Esta aplicación nos permite evaluar parámetros tales como la rigidez y el BI en función del desplazamiento, así como los parámetros lineales clásicos evaluados en este tipo de transductores. También analizamos la respuesta en frecuencia del altavoz.

Análisis del flujo de fluidos no-newtonianos en cabezales de impresión 3D

Curso 2019/2020

Alumno: Roberto Hernández Aguirresarobe

Tutor/es: Ricardo Torres Cámara, Joan Grau Barceló, Alejandro Cifuentes López y Lluís Jofre Cruanyes.

Este trabajo utiliza las herramientas de COMSOL Multiphysics para el estudio de flujos de materiales no-newtonianos a través de cabezales de impresión 3D, y se discuten las configuraciones generales que presenta para el estudio de este tipo de materiales. Además, se muestra la resolución del flujo del fluido no-newtoniano a través de una boquilla de impresión 3D por extrusión directa con materiales pseudoplásticos y geometría cónica. 

Simulación de un dispositivo de refrigeración de paneles solares por disipación de calor

Curso 2019/2020

Alumno: Jorge Villena García

Tutor/es: Francisco Ángel Fernández Hernández

El objetivo es simular la eficacia refrigerante de una instalación de energía solar con un dispositivo disipador de calor acoplado en el anverso de los paneles fotovoltaicos (FV). Uno de los grandes problemas que tienen las instalaciones fotovoltaicas es la pérdida de rendimiento que se produce debida a las altas temperaturas alcanzadas durante su funcionamiento. 

Análisis del comportamiento no lineal en un altavoz a través de una aplicación diseñada en COMSOL Multiphysics

Curso 2019/2020

Alumno: Rafael Serra Giménez

Tutor/es: Alejandro Cifuentes López.

Abordamos el análisis de las no-linealidades inherentes a un altavoz de radiación directa, a través del diseño de una APP en COMSOL Multiphysics. Esta aplicación nos permite evaluar parámetros tales como la rigidez y el BI en función del desplazamiento, así como los parámetros lineales clásicos evaluados en este tipo de transductores. También analizamos la respuesta en frecuencia del altavoz.

Simulación y optimización de un altavoz electro-dinámico diseñado para dispositivos inteligentes

Curso 2019/2020

Alumno: Lorenzo Aschieri

Tutor/es: Carlos David González Gómez.

En este trabajo simulamos el conjunto de las transformaciones electro-mecano-acústica en un altavoz de dos pulgadas. Típicamente, estos transductores se suelen emplear en los diferentes dispositivos inteligentes disponibles en el mercado, debido a las prestaciones requeridas para entornos residenciales de dimensiones pequeñas y medianas. Un compromiso optimizado entre coste y prestaciones puede asegurar el éxito de estos componentes.

Desarrollo y validación experimental de un modelo numérico y optimización de la tecnología de fusión VIM (Vacuum Induction Melting) para superaleaciones base níquel

Curso 2019/2020

Alumno: Pablo García Michelena

Tutor/es: Emilio Ruiz Reina

Nos centramos en el desarrollo de una herramienta numérica de modelización multifísica para los procesos de calentamiento y fusión por inducción en vacío; y validarla experimentalmente en una instalación experimental a escala semi-industrial en la Mondragon Unibertsitatea. Gracias al modelo desarrollado, es posible estudiar el efecto de cada parámetro del proceso en el fenómeno de inducción electromagnética e identificar aquellos con mayor relevancia, así como su interacción mutua. 

Simulación de un ciclo de fatiga para la artroplastia total de cadera

Curso 2019/2020

Alumno: Nuno Eduardo Dias Gueiral

Tutor/es: Carlos David González Gómez.

El modelo creado es un ejemplo de la modelización numérica de la biomecánica de articulaciones humanas. En este caso, nos centramos en  la unión entre la cadera y la pierna, que está sujeta a un mayor desgaste a lo largo de la vida del ser humano. Para ello, utilizaremos el método de elementos finitos operado por COMSOL Multiphysics.

Optimización de sistemas de transferencia por inducción

Curso 2019/2020

Alumno: Óscar García-Izquierdo Gango

Tutor/es: Miriam Ruiz Ferrández y Benjamín Ivorra.

El objetivo de este TFM es contribuir en el desarrollo de los sistemas de transferencia de carga inalámbrica. Para ello, se desarrolla una metodología de diseño basada en la simulación numérica del sistema inductivo y en la optimización del mismo mediante algoritmos avanzados.
Esta metodología permite encontrar la solución óptima a un problema concreto. Tanto la función a optimizar como las variables de control se van a definir de manera que sea sencilla su adaptación a otro problema con otras particularidades.

Diseño y optimización de una cámara de simulación de atmósfera espacial

Curso 2019/2020

Los simuladores de atmósfera espacial se utilizan para replicar en un entorno de laboratorio distintas condiciones espaciales, tales como la temperatura, presión o radiación. El objetivo de estos dispositivos es someter una muestra a condiciones espaciales y estudiar sus efectos. En el presente trabajo se estudia la viabilidad de refrigerar con gas nitrógeno, teniendo en cuenta que todos los elementos del sistema de refrigeración conectados al portamuestras deben ser flexibles. El trabajo describe la secuencia del estudio realizado con COMSOL Multiphysics hasta alcanzar la solución final. 

Simulación de un ciclo de fatiga para la artroplastia total de cadera

Curso 2019/2020

Alumno: Nuno Eduardo Dias Gueiral

Tutor/es: Carlos David González Gómez.

Este documento tiene como finalidad describir el modelo elaborado en el TFM del presente Máster. El modelo creado se basa en un fenómeno físico que se puede modelar numéricamente utilizando el método de elementos finitos operado por COMSOL Multiphysics. El fenómeno físico modelado tiene su origen en la biomecánica de articulaciones humanas que están sujetas a un mayor desgaste a lo largo de la vida del ser humano, es decir la unión entre la cadera y la pierna.

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