Examinando por Materia "Mathematical model"
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Publicación Acceso abierto Diseño de recirculación de gas motriz en un ventilador de máquina de anestesia(Universidad EIA, 2018) Agudelo Ospina, Reina María; Jiménez P., León DaríoEl presente trabajo documenta el proceso de diseño conceptual, detalle y simulación fenomenológica de un sistema de recirculación de gas motríz para ventiladores de máquina de anestesia, con el fin de evitar el desperdicio y el aumento de los costos operacionales que presenta está tecnología. En la etapa de diseño conceptual se han obtenido los parámetros básicos de diseño y criterios de selección de concepto mediante una búsqueda bibliográfica, visitas al laboratorio de Ingeniería Clínica de la Universidad EIA y entrevistas a expertos en el tema. De acuerdo con cada uno de los componentes y criterios seleccionados en la etapa de diseño conceptual, se realizó una simulación mediante la herramienta CAD con las dimensiones de los conductos de salida del gas motriz del Ventilador Mecánico Ohmeda 7000. Teniendo el CAD del sistema, se analizó el flujo de oxigeno que pasa a través de los conductos, mediante la herramienta Computacional Fluid Dynamics CFD. Los datos arrojados permitieron simular el modelo matemático en la herramienta Simulink del software MATLAB. Por último, se propuso un sistema de control que sincronice el valor ingresado por el médico con el requerido por el compresor, como resultado final se obtuvo una modelación fenomenológica capaz de ajustarse a cambios de frecuencia respiratoria, sensible a valores altos y bajos de resistencia y un acercamiento al funcionamiento al gas impulsor requerido por el ventilador mecánico para llevar el gas fresco hacia las vías pulmonares del paciente.Publicación Acceso abierto Modelación matemática de condiciones de operación en el vuelo de un turbofán de dos rotores (motor de avión comercial) mediante el análisis dinámico de volúmenes de control(Universidad EIA, 2023) Bruno Padilla, Rafael Elias; Hazbon Alvarez, OmarRESUMEN: a pesar del gran avance de seguridad y control de las aeronaves en la última década, persiste una tendencia preocupante de incidentes aéreos (Aviation History, 2021). muchos de los cuales se atribuyeron a problemas en los motores de las aeronaves, como la falta de combustible o el desprendimiento de piezas (Krejsa et al., 2018). Entre 2017 y 2021, esta cifra aumentó a 391 accidentes, 30 de los cuales resultaron fatales (ICAO, 2022). Dado el limitado desarrollo de modelos de este tipo en Colombia, se planteó la necesidad de integrar tanto la dinámica estructural del fuselaje como la del sistema de propulsión. Por tanto, este proyecto se centra en la caracterización de un modelo matemático que incorpore ambas características específicamente para motores turbofán de dos rotores (utilizados en aplicaciones comerciales). En este contexto, la pregunta de investigación clave es la siguiente: ¿Cómo caracterizar un modelo matemático de un motor turbofán que permita observar el comportamiento dinámico en el vuelo a través de volúmenes de control? Para responder la incógnita, este trabajo propone definir los parámetros geométricos que inciden en la estructura del motor y determinar las condiciones iniciales adecuadas para el mismo; luego analizar y caracterizar las relaciones matemáticas y físicas del turbofán, en este caso se realizará con el motor CFM56- 5C2 de General Electric, basando la modelación misma en el modelo de un motor turbojet elaborado por la NASA (Kopasakis et al., 2008), la cual emplea un modelo dinámico que relaciona las ecuaciones de energía, momentum y continuidad (Seldner et al., 1972). El comportamiento dinámico es validado en Matlab® utilizando datos de la literatura, en particular, las condiciones de vuelo proporcionadas en el datasheet de (Élodie Roux, 2007) revelando que el modelo presenta errores menores al 4% con respecto al real, mientras que el modelo que trae “Simulink Toolbox Aerospace” para estudiar sistemas dinámicos mostró un error del 19.85%. Este trabajo abre nuevas perspectivas para investigaciones futuras en el campo de la dinámica de sistemas, para que ante el modelo se puedan implementar sistemas de control predictivo, control de válvulas, inyectores entre otros a partir de un modelo matemático más exacto. Finalmente se realiza una app de Matlab con una interfaz amigable para su uso en la academia; la cual puede encontrarse en Mathworks® en el siguiente enlace: DYNAMIC TURBOFÁN MODEL.Publicación Acceso abierto Modelo matemático para predicción de la transición de la fase G1 a la fase s del ciclo celular de la línea celular HeLa(Universidad EIA, 2021) Barrera León, Andrés Sebastián; Arboleda Toro, David; Montoya Goez, YesidRESUMEN: Los modelos matemáticos de predicción de fenómenos biológicos son una herramienta de gran utilidad para la investigación en áreas como la biología celular ya que permiten emular y analizar, a bajos costos y en reducidos tiempos, fenómenos celulares que solo pueden ser vistos bajo ensayos en cultivos in-vitro. Pero a pesar de su conocida practicidad, este tipo de herramientas carecen de impacto y uso en los centros de investigación en cultivos celulares, debido a que los modelos existentes aún son limitados en su simulación, careciendo de factores multivariables que les permiten a los investigadores analizar y simular diferentes conjuntos de hipótesis con un solo modelo. Con base en lo anterior, desde el área de investigación en modelos y sistemas biomédicos de la Universidad EIA y el grupo EBSC (Grupo Estudios BioSociales del Cuerpo) de la Universidad de Antioquia, se propone, un modelo matemático de predicción de división celular, basado en diferentes principios biológicos estandarizados en investigaciones previas. Recolectando y analizando, algunas variables previamente estudiadas en una monografía científica, que permitía examinar de manera cuantitativa la relevancia de dichas variables, para así escogerlas y relacionarlas en un modelo multivariable, que permita predecir los tiempos de la división celular, con énfasis en la transición de la fase G1 (Gap 1) a S (Síntesis). Así, los resultados mostraron que existe la posibilidad de modelar un sistema construido previamente con el cambio de su “variable retardo” en las fases S, por una ecuación que es función del cambio en la superficie del área nuclear durante la fase de síntesis de ADN (ácido desoxirribonucleico), mostrando una correlación entre estos retardos y la tasa de cambio de la superficie observada con la evolución de una población celular reportada en análisis de literatura del fenómeno celular. Este modelo muestra la posibilidad de crear relaciones multivariables basadas en información recolectada de bases de datos científicas lo que, a su vez, permite afirmar que es factible la creación de modelos de predicción de fenómenos celulares basados en aportes de otros autores con la viabilidad de ser mejorados por los mismo con la inclusión de más variablesPublicación Acceso abierto Reactor de atmosfera y temperatura controlada para la producción de carbones vítreos(Universidad EIA, 2013) Diez Ramírez, Andrés Felipe; Restrepo, José WilliamEste trabajo trata el diseño conceptual y de detalle de un reactor de atmosfera controlada para la producción de carbones vítreos en los laboratorios de la Escuela de Ingeniería de Antioquia. En el desarrollo de investigaciones institucionales se llegan a encontrar varias barreras que impiden llegar a desarrollos prácticos de los resultados teóricos encontrados, debido a la falta de maquinaria especializada capas de cumplir con las condiciones necesarias para proporcionar un entorno que permita ejecutar físicamente acciones que busquen materializar procesos. La producción de materiales modernos es quizá una de las ramas de la investigación que exige de maquinaria muy especializada que permita proporcionar condiciones específicas para someter materiales a procesos de temperatura y atmosfera controlada.