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La importancia estratégica de la Órbita Baja Terrestre (LEO) ha crecido significativamente con el aumento de despliegues de satélites. Esta región se ha vuelto crucial para la economía espacial, con la Agencia Espacial Europea estimando más de 8500 satélites activos en LEO, que representan solo una fracción del total de objetos en esta banda orbital. La última década ha visto un aumento exponencial en la población de satélites, principalmente debido al advenimiento de mega-constelaciones para Internet global y la reducción de los costes de lanzamiento. Esta tesis profundiza en las complejidades de la detección de maniobras en mitad de los desafíos presentados por la congestión orbital y la basura espacial en LEO. Algunos satélites no comunican la realización de maniobras, lo que hace que sus trayectorias sean impredecibles. La detección de maniobras es fundamental para mantener catálogos orbitales y prever posibles colisiones, necesitando pues de métodos de detección robustos y eficientes. Esta tesis presenta el desarrollo de nuevas métricas y algoritmos para la detección de maniobras en órbita baja terrestre. Se centra en un escenario donde solo se dispone de datos de una única estación de radar, con el objetivo final de crear algoritmos de detección de maniobras para el Radar de Vigilancia y Seguimiento Espacial Español. La estructura sigue la evolución cronológica de la investigación, cada capítulo revisando contribuciones específicas de las etapas del doctorado. Inicialmente, la detección de maniobras se aborda desde el punto de vista del análisis de accesibilidad, estudiando la viabilidad de una métrica de Distancia de Mahalanobis (MD) derivada de un attributable en el espacio de medidas, y su inclusión en un Filtro de Detección de Maniobras. Los métodos desarrollados se prueban en datos reales de satélites con éxito variable, mostrando dónde residen los aspectos críticos del problema. La correcta representación de la incertidumbre bajo largos intervalos de pro, The strategic importance of Low Earth Orbit (LEO) has grown significantly, with increased satellite deployments for various applications. This region has become crucial for the space economy, with the European Space Agency (ESA) estimating over 8500 active satellites in LEO, representing only a fraction of the total objects in this orbital band. The last decade has seen an exponential increase in satellite populations, primarily due to the advent of mega-constellations for global internet coverage like Starlink and OneWeb and the reduction in launch costs. This thesis delves into the complexities of maneuver detection amidst the challenges posed by orbital congestion and space debris in LEO. Non-cooperative satellites do not broadcast their maneuver plans, making their trajectories unpredictable and potentially dangerous. Accurate maneuver detection is vital for maintaining orbital catalogs and predicting potential collisions, necessitating robust and efficient detection methods. This thesis presents the development of novel metrics and algorithms for maneuver detection in LEO. The main focus is on a scenario where only data from a single radar station is available, the final aim being to create automatic maneuver detection algorithms for the Spanish Space Surveillance and Tracking Surveillance Radar (S3TSR). The structure follows the chronological evolution of the research effort, each chapter reviewing specific contributions of the PhD stages. At first maneuver detection is approached from the point of view of reachability analysis, studying the feasibility of an attributable-derived Mahalanobis Distance (MD) metric in measurement space, and its inclusion in a Maneuver Detection Filter (MDF). The developed methods are tested on real satellite data with varying degrees of success, showing where the critical aspects of the problem reside. Stemming from the constrained source of radar data, the correct uncertainty representation under the long propagation gaps become

El estudio del comportamiento de las burbujas en distintos medios fluidos, aunque poco comen tado normalmente, es crucial en gran cantidad de aplicaciones industriales, es por ello que la reología juega un papel muy importante en el conocimiento de los fluidos que se usan para diversas aplicaciones. En este contexto, este Trabajo de Fin de Grado investiga el efecto de la inclusión de polímeros en fluidos viscosos, cómo el comportamiento de este tipo de fluidos afecta a burbujas de aire ascendentes. A través de simulaciones numéricas, se examinan las interacciones de las burbujas en términos de velocidad de ascenso, forma y esfuerzos viscosos principalmente. Los resultados ofrecen una comprensión más profunda de los mecanismos implicados y tienen importantes apli caciones en áreas como la industria del petróleo, la medicina o la industria automovilística. Este estudio establece una base para futuras investigaciones en este campo, así cómo un análisis de las limitaciones numéricas de los métodos empleados, planteando así líneas de mejora para estos.

El presente trabajo se centra en el análisis del sistema propulsivo de un vehículo no tripulado, constituido por una batería, un motor brushless DC y una hélice. Para modelar la batería y el motor, se consideran modelos matemáticos sencillos que permiten explicar su funcionamiento. En cuanto a la hélice, se utilizan los parámetros característicos obtenidos a partir de ensayos, cuyos valores están disponibles en bases de datos de libre acceso. Una vez realizado el estudio de cada elemento por separado, se procede a analizar el comportamiento del sistema propulsivo en su conjunto, considerando las características y las límitaciones de los dispositivos que lo constituyen. Esto permite evaluar el alcance del sistema propulsivo, identificando las regiones de alto rendimiento y alta operatividad., The present project focuses on the analysis of the propulsive system of an unmanned vehicle, consisting of a battery, a DC brushless motor and a propeller. To model the battery and the engine, simple mathematical models are considered to explain its opera tion. For the propeller, the characteristic parameters obtained from tests are used, the values of which are available in open access databases. Once each element has been studied separately, the behaviour of the propulsive system as a whole is analysed, taking into account the characteristics and limits of the devices constituting it. This allows to evaluate the scope of the propulsive system, identifying the regions of high performance and high operability.

The field of Computational Fluid Dynamics (CFD) has experienced a significant growth, being vital in engineering and in particular in the aeronautical industry. This paper examines the SIMPLE method (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations), as a basic procedure for fluid domain simulations. A exhaustive review of the CFD literature is presented, followed by the mathematical formulation of the Navier-Stokes equations and the implementation of the SIMPLE algorithm. Cases of simple geometry and incompressible flow are solved, demonstrating its efficiency and versatility. The results are discussed in comparison with available literature, followed by conclusions and suggestions for future research. The appendices detail the line-by-line method, the implemented equations and the Matlab codes. This study not only delves into the SIMPLE method, but also serves as an introductory educational resource in CFD, providing the basic tools necessary to understand and apply fluid simulation algorithms., El campo de la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) ha experimentado un crecimiento significativo, siendo vital en la ingeniería y en particular en la industria aeronáutica. Este trabajo investiga el método SIMPLE (Semi-Implicit Method for Pressure-Linked Equations), como procedimiento base de las simulaciones de dominios fluidos. Se presenta una revisión exhaustiva de la literatura de CFD, seguida de la formulación matemática de las ecuaciones de Navier-Stokes y la implementación del algoritmo SIMPLE. Se resuelven casos de geometría sencilla y flujo incompresible, evidenciando su eficacia y versatilidad. Se discuten los resultados en comparación con la literatura existente, seguido de conclusiones y sugerencias para futuras investigaciones. Los anexos detallan el método line-by-line, las ecuaciones implementadas y los códigos en Matlab. Este estudio no solo profundiza en el método SIMPLE, sino que también sirve como recurso educativo introductorio en CFD, proporcionando las herramientas básicas necesarias para comprender y aplicar algoritmos de simulación de fluidos.

El departamento de Ingeniería Aeroespacial de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla cuenta con una sala de laboratorios donde se encuentran varios simuladores de vuelos usados en las prácticas de sus asignaturas. Estos simuladores proporcionan una potente herramienta de aprendizaje que complementa a las clases teóricas acerca de sistemas de aviónica, planificación de rutas y ayudas a la navegación. Por ello, dentro del departamento se promueven una serie de trabajos de fin de grado o máster centrados en el desarrollo e implementación de distintas partes de un simulador de Airbus A320, más actualizado y con mayores prestaciones que los usados actualmente para la enseñanza. Este trabajo pretende documentar el proceso de diseño e implementación de un nuevo panel del simulador en desarrollo, ampliando las funciones disponibles y permitiendo una mejor experiencia a los usuarios. El proceso de diseño emplea diversos programas obtenidos gracias a la Universidad de Sevilla para realizar el diseño de piezas a ordenador y el diseño de las placas de circuito impreso. Este trabajo abarca distintas áreas de conocimiento, como pueden ser la electrónica digital o las tecnologías de fabricación. El panel desarrollado en este trabajo es el correspondiente al EFIS (sistema electrónico de instrumentos de vuelo), que permite controlar las pantallas primarias de vuelo y navegación usadas por el piloto para obtener información crítica para el buen desempeño del vuelo. La conclusión de este proyecto de fin de grado no supone el final de la línea de trabajo centrada en este simulador, sino una contribución a su desarrollo que todavía cuenta con una gran cantidad de posibles mejoras y trabajos futuros., The Department of Aerospace Engineering at the ETSI in Seville has a laboratory room equipped with several flight simulators used in the practical training of its courses. These simulators provide a powerful learning tool that complements theoretical classes on avionics systems, route planning and navigation aids. Therefore, the department promotes a series of undergraduate or master’s final year projects focused on the development and implementation of different parts of an Airbus A320 simulator, which is more up-to-date and offers better performance than those currently used for teaching. This project aims to document the design and implementation process of a new panel for the simulator under development, expanding the available functions and providing a better experience for the users. The design process is possible thanks to various software tools provided by the University of Seville that help to create computer-based designs of parts and printed circuit boards. This work covers different areas of knowledge, such as digital electronics and manufacturing technologies. The panel developed in this project corresponds to the EFIS (Electronic Flight Instrument System), which allows the control of primary flight and navigation displays used by the pilot to obtain critical information for the successful performance of the flight. The conclusion of this undergraduate thesis does not mark the end of the work focused on this simulator, but rather a contribution to its development, which still has a significant number of potential improvements and future work opportunities.

La morfodinámica de los estuarios esta dominada por los efectos de las mareas, los vientos y el oleaje sobre el transporte de sedimentos. La combinación de estos motores de transporte y la geometría del estuario, así como la granulometría y los sacos de sedimentos disponibles en el fondo marino, condicionan el transporte del sedimento y el balance del volumen de transporte en los distintos escenarios. Para el caso de la Bahía de Cádiz, el transporte del sedimento está fuertemente dominado por las mareas, en combinación con los efectos del viento, dependiendo de la frecuencia de sucesión de estos eventos de viento y su dirección predominante. Para el presente estudio se ha empleado un modelo numérico de alta resolución tridimensional, DELFT3D, incluyendo los módulos hidrodinámico y morfodinámico previamente calibrado y validado (Zarzuelo, López Ruiz, D'Alpaos, Carniello, & Ortega-Sánchez, 2018), mediante el cual se modeliza el comportamiento del transporte del sedimento en la Bahía de Cádiz en distintos escenarios extremales y medios creados de manera sintética. El estudio con el modelo numérico de cálculo se centra en la simulación y análisis de diez escenarios sintéticos creados mediante la combinación de casos de vientos extremales y medios, con direcciones predominantes de levante y poniente, con casos de marea máxima viva y muerta. Los casos más desfavorables de viento y marea se han seleccionado entre los registros disponibles para la boya representativa más cercana (Boya 2342 de Puertos del Estado), seleccionada para la ubicación de estudio. Del mismo modo, se han seleccionado los casos medios en estos registros, realizando un estudio del clima marítimo, para las mismas direcciones predominantes de viento que los eventos extremales seleccionados. Cabe destacar que, de manera sintética, se han hecho coincidir los picos de viento en los eventos extremales con los instantes de mayor y menor carrera de marea en las combinaciones de escenarios de simulación. La dur, The morphodynamic of estuaries is dominated by the effects of tides, winds and waves on sediment transport. The combination of these transport drivers and the geometry of the estuary, as well as the granulometry and the sediment bags available on the seabed, condition the sediment transport and the balance of the sediment volume mobilized in the different scenarios. In the case of the Cádiz Bay, sediment transport is strongly dominated by tides, in combination with the effects of wind, depending on the recurrence interval of these wind events and their main direction. In this study, a high-resolution three-dimensional numerical model, DELFT3D, has been used, including the hydrodynamic and morphodynamic modules previously calibrated and validated (Zarzuelo, López-Ruiz, D'Alpaos, Carniello, & Ortega-Sánchez, 2018), through which the behaviour of sediment transport in the Cádiz Bay in different extreme and recurrent scenarios, created synthetically, is modeled and simulated. The study with the numerical model focuses on the simulation and analysis of ten synthetic scenarios created by combining cases of extreme and average winds, with East and West as main directions, with cases of maximum spring and neap tide. The most unfavourable wind and tide cases have been selected from the available records of the nearest representative buoy (Boya 2342 from Puertos del Estado), selected for the study location. Likewise, the most recurrent cases in these records have been selected, for the same main wind directions as the extreme events selected. It should be noted that, in a synthetically way, the wind peaks in the extreme events have been made to coincide with the maximun and minimum neap and spring tidal range, in the combinations of the simulation scenarios.The simulation interval established for these scenarios is five days, thus defining the usual storm events in the bay, with a simulation time of one week, with a spin-up day before the appearance of the storm and, with a f

Los asteroides son objetos de notable interés tanto desde el punto de vista científico como económico, por lo que las misiones de exploración y explotación de asteroides son de gran importancia. Una de las etapas de estas misiones implica la colocación en órbita alrededor del asteroide, donde es crucial que la sonda describa orbitas periódicas, evitando así impactos o escapes y alargando significativamente el tiempo de misión. Este trabajo se enfoca en la búsqueda de estas órbitas. Se investigará el efecto que tiene el cuerpo irregular del asteroide en las orbitas alrededor de él utilizando las Ecuaciones Planetarias de Lagrange. Para obtener órbitas periódicas, se resolverá un problema de contorno utilizando dos metodologías diferentes: un método de contorno y un enfoque basado en el método de los disparos. Se realizará un análisis exhaustivo y una comparación detallada entre ambos métodos con el objetivo de encontrar soluciones válidas., A steroids are objects of remarkable interest from both scientific and economic perspectives, making asteroid exploration and exploitation missions highly significant. One of the stages of these missions involves the placement in orbit around the asteroid, where it is crucial that the probe describes periodic orbits, thus avoiding impacts or escapes and extending the mission’s duration significantly. This research focuses on identifying these orbits. The impact of the asteroid’s irregular shape on its surrounding orbits will be studied using the Planetary Lagrange Equations. To achieve periodic orbits, a boundary value problem will be solved using two different methodologies: a contour method and a shooting method. A comprehensive analysis and detailed comparison of both approaches will be conducted to find valid solutions.

En el ámbito de la simulación numérica, el Método de Volúmenes Finitos (FVM) se erige como una de las principales herramientas para abordar problemas en la mecánica de fluidos mediante programas de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD). Este Trabajo de Fin de Grado se propone extender la formulación de este método, que Alejandro Cumplido desarrolló con notable éxito en geometrías rectangulares, hacia geometrías variables. El objetivo es establecer las bases de la formulación del FVM en mallas estructuradas mediante un cambio de variables, así como en mallas no estructuradas. El proyecto incluye la elaboración de códigos en el lenguaje de programación MATLAB para resolver problemas de convección-difusión térmica en la mecánica de fluidos. Estos problemas requieren a su vez calcular el campo de velocidades, abordado también en este trabajo mediante la resolución de la ecuación de continuidad para flujos incompresibles según la teoría ideal. En esencia, este proyecto persigue como objetivo exponer de manera sencilla el funcionamiento interno de los programas CFD, los cuales son a menudo utilizados como cajas negras por el usuario final, In the realm of numerical simulation, the Finite Volume Method (FVM) stands as one of the principal tools for addressing problems in fluid mechanics through Computational Fluid Dynamics (CFD) programs. This Final Degree Project aims to extend the formulation of this method, which Alejandro Cumplido successfully developed for rectangular geometries, to variable geometries. The objective is to establish the foundations of the FVM formulation in structured meshes through a change of variables, as well as in unstructured meshes. The project includes the development of codes in the MATLAB programming language to solve thermal convection-diffusion problems in fluid mechanics. These problems also require calculating the velocity field, which is addressed in this work by solving the continuity equation for incompressible flows according to ideal theory. In essence, this project aims to simply explain the internal workings of CFD programs, which are often used as black boxes by the end user.

El estudio del comportamiento de las burbujas en medios acuosos es fundamental en diversos campos de la ingeniería, desde la industria petroquímica hasta la oceanografía. En este Trabajo de Fin de Grado se investiga el impacto de los surfactantes insolubles en el ascenso de burbujas en líquidos, un fenómeno crucial pero aún poco comprendido. Mediante simulaciones numéricas, se analizan las interacciones entre las burbujas y los surfactantes en términos de velocidad de ascenso, forma y estabilidad, entre otros. Los resultados obtenidos proporcionan una comprensión más profunda de los mecanismos subyacentes y tienen importantes implicaciones en numerosas áreas como el diseño de reactores químicos, la dispersión de contaminantes y la optimización de procesos industriales. Este estudio contribuye al avance del conocimiento en el campo de la dinámica de fluidos y sienta las bases para futuras investigaciones en este fascinante ámbito interdisciplinario., The study of bubble behaviour in aqueous media is fundamental in various fields of engineering, from the petrochemical industry to oceanography. This work investigates the effect of insoluble surfactants on bubble upwelling in liquids, an important but still poorly understood phenomenon. Numerical simulations are used to analyse the interactions between bubbles and surfactants, including bubble rise speed, shape and stability, among others. The results obtained provide a deeper understanding of the underlying mechanisms and have important implications in areas such as chemical reactor design, pollutant dispersion and industrial process optimisation. This study contributes to the advancement of knowledge in the field of fluid dynamics and lays the foundation for future research in this fascinating interdisciplinary field.

Los estuarios aluviales se definen como la transición entre el río y el mar. Pero el interés de los estuarios no reside en su definición, sino en todo de lo que de él depende. La variabilidad temporal de la salinidad que presenta les confiere unas condiciones ambientales únicas. Sus características y los hábitats únicos que desarrolla favorecen que la flora y la fauna de los estuarios sean extremadamente ricas. Además suelen ser zonas con suelos muy fértiles, llanas y con agua dulce, por lo que constituyen escenarios propicios para la agricultura. Además, si son navegables, pueden constituir un importante medio de comunicación del mar con la tierra. Sin embargo, la gran riqueza que estos sistemas poseen lo hacen a su vez frágiles frente a cambios en su hidrodinámica. En efecto, actividades humanas (construcción de presas, dragado del lecho...) o naturales (sequías, subida del nivel medio del mar...) alteran su equilibrio y pueden tener consecuencias negativas para todo lo que se desarrolla a su alrededor . En este sentido, el cambio climático supone un riesgo tanto a escala global como a escala reducida. Particularmente, los estuarios pueden verse afectados por los cambios que se están produciendo en el clima, tales como el aumento de las precipitaciones, las sequías, la acidificación del mar, la subida del nivel medio del mar, etc. En concreto, la subida del nivel medio del mar es lo que interesa principalmente en este proyecto. Y en consecuencia, la influencia que este parámetro puede tener en el desarrollo de la hidrodinámica y en la distribución de salinidad del estuario . En esta línea, uno de los objetivos principales del trabajo consiste en el ajuste de un modelo númerico de estuario aluvial, construido bajo las hipótesis de estuario ideal. Se necesita hacerlo eficiente desde el punto de vista computacional, capaz de simular escenarios con horizontes temporales de decenas de años. Y hacerlo eficaz desde el punto de vista de resultados, capaz de generarlos aco, Alluvial estuaries are defined as the transition between the river and the sea. But the interest of estuaries lies not in their definition, but in everything that depends on it. The temporal variability of salinity gives them unique environmental conditions. Their characteristics and the unique habitats they develop make the flora and fauna of estuaries extremely rich. In addition, they are usually areas with very fertile soils, flat and fresh water, making them suitable for agriculture. Moreover, if they are navigable, they can be an important means of communication between the sea and the land. However, the great richness of these systems also makes them fragile to changes in their hydrodynamics. Indeed, human activities (construction of dams, dredging of the bed, etc.) or natural activities (droughts, rise in the average sea level, etc.) alter their equilibrium and can have negative consequences for everything that develops around them. In this sense, climate change poses a risk at both the global and the small scale. Estuaries may be affected by changes in the climate, such as increased precipitation, droughts, sea acidification, rising mean sea level, etc. In particular, sea level rise is the main focus of interest in this project. And consequently, the influence that this parameter may have on the development of the hydrodynamics and the distribution of salinity in the estuary. Accordingly, one of the main objectives of this work consists in the adjustment of a numerical model of an alluvial estuary, built under the hypothesis of an ideal estuary. It is necessary to make it computationally efficient, capable of simulating scenarios with time horizons of decades of years. And to make it effective from the point of view of results, capable of generating them in accordance with the typical behaviour of the estuaries on which it is based. Once this objective has been achieved, the tool will be used to study the behaviour of estuaries under a series of future scena

El agua es un recurso fundamental para la vida en la tierra, por lo que su gestión y la investigación hidrológica son tareas esenciales para obtener proyecciones en el futuro. Los modelos hidrológicos son herramientas fundamentales, ya que permiten simular y prever el comportamiento del agua a nivel de cuenca hidrográfica, lo que facilita la planificación de medidas preventivas para reducir los riesgos ante eventos climáticos extremos como sequías e inundaciones. En el presente trabajo, se ha llevado a cabo un modelo de lluvia distribuida mediante el software HEC-RAS en la cuenca del río Frailes (Granada). Mediante este modelo se busca aproximarse al comportamiento del ciclo del agua en la cuenca de estudio, aunque esto puede resultar complicado debido a la alta incertidumbre en el comportamiento climático en los últimos años. El estudio realizado se centra en un análisis hidrológico de un evento a corto plazo (como una avenida o evento extremo). Es importante distinguirlos de un análisis hidrológico de largo plazo, en el que se evalúa los recursos hídricos de una cuenca. El objetivo principal del trabajo es calibrar los parámetros hidrológicos e hidráulicos más significativos en la cuenca de estudio utilizando datos reales de precipitación. Para lograr esto, se realiza una comparación entre los resultados obtenidos de la simulación y los datos medidos in situ. Esta comparación revela cierto grado de discrepancia, lo que requiere la reasignación o ajuste de los parámetros del modelo con el fin de reducir la incertidumbre en la modelación utilizando el caudal como variable de respuesta. Una vez calibrado el modelo, es crucial validarlo para evaluar su capacidad de predicción en fenómenos meteorológicos extremos. Para ello, se utilizan datos de precipitación reales diferentes a los empleados en la calibración y se comparan con los resultados simulados. En el desarrollo del documento se detalla la metodología empleada para la calibración, la identificación de tormentas, Water is a fundamental resource for life on earth, so its management and hydrological research are essential tasks to obtain projections into the future. Hydrological models are fundamental tools, as they allow to simulate and predict water behavior at watershed level, making it easier to plan preventive measures to reduce risks in the face of extreme weather events such as droughts and floods. In this work, a model of rain distributed using the HEC-RAS software has been carried out in the Frailes river basin (Granada). This model seeks to approximate the behavior of the water cycle in the study basin, although this may be complicated due to the high uncertainty in the climatic behavior in recent years. The study focuses on a hydrological analysis of a short-term event (such as an event or extreme event). It is important to distinguish it from a long-term hydrological analysis, in which the water resources of a basin are assessed. The main objective of the work is to calibrate the most significant hydrological and hydraulic parameters in the study basin using real precipitation data. To achieve this, a comparison is made between the results obtained from the simulation and the data measured in situ. This comparison reveals a certain degree of discrepancy, which requires the reassignment or adjustment of the model parameters in order to reduce the uncertainty in the modeling using the flow rate as the response variable. Once the model has been calibrated, it is crucial to validate it to evaluate its ability to predict extreme weather events. For this, real precipitation data different from those used in the calibration are used and compared with simulated results. The development of the document details the methodology used for calibration, storm identification, the collection of actual precipitation and starting data, the sensitivity analysis of parameters in the model, the general calibration problems and the conclusions, which include recommendations for future ca

The objective of this project is to study the fluid inside a circular annulus with radial gravity, where the inner wall is at a higher temperature than the outer wall. As such, the fluid is subjected to a temperature gradient that will cause density variations. These variations, along with the effect of gravity, eventually lead to the well-known phenomenon of Rayleigh-Bénard convection. For the analysis of Rayleigh-Bénard convection in a circular annulus, the problem is mathe matically formulated starting from the general Navier-Stokes equations, and after a series of simplifications and hypotheses, the Saltzman equations in two-dimensional cylindrical coordi nates are obtained. These equations define the problem of Rayleigh-Bénard convection in a circular annulus. Regarding the numerical method used to solve the Saltzman equations, the collocation method using Lagrange interpolation is presented. Using this numerical resolution method, solutions to the Poisson and Laplace equations in a non-stationary regime in an annular geo metry are obtained. Subsequently, the Saltzman equations are solved, and the obtained results are analyzed. To verify that these results are consistent, they are compared with other classical results found in the literature. It is worth noting that the Fourier development is not used for periodic problems, as is typically done in the literature, because the Rayleigh-Bénard convection problem is highly nonlinear - due to the convective term - and projecting onto Fourier functions would result in complicated coupling terms. Finally, a series of future extensions complementary to the analyses and results presented in this work are proposed., El objetivo de este trabajo es estudiar el fluido en el interior de una corona circular con gravedad radial cuya pared interior está a mayor temperatura que la pared exterior. De esta forma, el fluido está sometido a un gradiente de temperatura que provocará variaciones de densidad. Estas variaciones junto al efecto de la gravedad desembocan eventualmente en el conocido fenómeno de la convección de Rayleigh-Bénard. Para el análisis de la convección de Rayleigh-Bénard en una corona circular, se formula el problema matemáticamente partiendo de las ecuaciones general de Navier-Stokes y, tras una serie de simplificaciones e hipótesis, se obtienen las ecuaciones de Saltzman en coorde nadas cilíndricas bidimensionales. Estas ecuaciones definen el problema de la convección de Rayleigh-Bénard en una corona circular. En cuanto al método numérico empleado para resolver las ecuaciones de Saltzman, se pre senta el método de colocación mediante interpolación de Lagrange. Empleando este método de resolución numérica, se obtienen las soluciones de las ecuaciones de Poisson y de la Laplace en régimen no estacionario en una geometría anular. Posteriormente, se resuelven las ecuaciones de Saltzman y se analizan los resultados obtenidos. Para verificar que estos resultados son cohe rentes, se comparan con otros resultados clásicos encontrados en la literatura. Cabe destacar que no se emplea el desarrollo de Fourier para problemas periódicos, normalmente empleados en la literatura, ya que el problema de la convección de Rayleigh-Bénard es altamente no lineal (debido al término convectivo) y la proyección en las funciones de Fourier daría lugar a términos de acoplamiento complicados. Finalmente, se propone una serie de líneas de futuras extensiones, complementarias a los análisis y resultados expuestos en el presente trabajo.

Este trabajo fin de grado se centra en el estudio del creciente problema de los desechos espaciales y en el análisis del rendimiento de uno de los sistemas de desorbitación, el Plasma Brake, en órbitas bajas. La primera parte del documento engloba un estado del arte en el que se trata el estado actual de los desechos espaciales, su impacto económico y operativo, algunos incidentes notables, marcos legales y éticos, y tecnologías de mitigación de estos desechos. Se destaca la necesidad de métodos eficientes para la eliminación de la basura espacial, como sistemas de eliminación activa, sistemas de prevención de colisiones en tiempo real y sistemas de desorbitado. Entre estos, el Plasma Brake es uno de los métodos estudiados para la desorbitación de satélites. La segunda parte se centra en el análisis del rendimiento del Plasma Brake. Se presentan modelos analíticos y simulaciones numéricas para predecir su rendimiento en diferentes escenarios de misión. Se valida un modelo matemático simplificado y se introducen métodos para evaluar rápidamente el tiempo de decaimiento de un CubeSat con Plasma Brake. El modelo considera la fuerza de arrastre inducida por el plasma como constante y su dirección como puramente circunferencial, lo que simplifica los cálculos y reduce el tiempo de computación. El proyecto también se enfoca en la influencia de la radiación solar en el tiempo de decaimiento de satélites equipados con dispositivos de Plasma Brake, utilizando conceptos fundamentales de Mecánica Orbital y modelos de software de clima espacial. Finalmente, en el último capítulo se presentan los resultados obtenidos tras el análisis del rendimiento del Plasma Brake mediante los modelos analíticos y simulaciones numéricas, abor dando la influencia de la radiación solar en el tiempo de decaimiento de satélites equipados con Plasma Brake., This project’s primary focus is on researching the increasing issue of space debris and evaluating the effectiveness of the Plasma Brake deorbiting system in low orbits. The initial section of this study covers an overview of the current situation regarding space debris, including its economic and operational effects, notable events, legal and ethical guidelines, as well as technologies for managing space debris. It emphasizes the importance of effective methods for clearing space debris, like active space debris removal systems, just-in-time collision avoidance systems, and deorbiting systems. Among these, Plasma Brake is one of the methods studied for satellite deorbiting. The second part focuses on the analysis of Plasma Brake performance. Analytical models and numerical simulations are presented to predict its performance in different mission scenarios. A simplified mathematical model is validated and methods are introduced to evaluate the decay time of a CubeSat with Plasma Brake. The model considers the plasma-induced drag force as constant and its direction as purely circumferential, which simplifies the calculations and reduces the computational time. The project also focuses on the influence of solar radiation on the decay time of satellites equipped with Plasma Brake devices, using fundamental concepts of Orbital Mechanics and space weather software models. Finally, the last chapter presents the results obtained after the analysis of the Plasma Brake performance through analytical models and numerical simulations, addressing the influence of solar radiation on the decay time of satellites equipped with Plasma Brake.

En este trabajo de fin de grado, el objetivo es mejorar el rendimiento de un coche deportivo a través de la implementación de un paquete aerodinámico. Para restringir la capacidad de diseño, el vehículo final cumplirá con las normas establecidas para competir en la categoría LMGTE del Campeonato Mundial de Resistencia. En primer lugar, se diseñarán en 3D y se analizarán los distintos dispositivos aerodinámicos en un entorno virtual a través de dinámica de f luidos computacional (CFD) , modificando su geometría e introduciendo cambios para encontrar la solución más favorable. Una vez conseguido, se procederá a implementar estos dispositivos aerodinámicos en el coche completo, analizarlo y encontrar zonas de posible mejora. Tras distintas versiones, se llegará a una versión final. Finalmente, para validar la mejora introducida con los paquetes aerodinámicos, se simularán las distintas versiones en un software de vuelta ideal. Comparando los tiempos y las distintas variables, se entenderán las ventajas de cada versión., In this final degree project, the purpose is to improve the performance of a sports car through the implementation of an aerodynamic package. To restrict the design capacity, the final vehicle will comply with the established regulations for competing in the LMGTE category of the World Endurance Championship. First, different aerodynamic devices will be designed in 3D and analysed in a virtual environment through computational fluid dynamics (CFD), modifying their geometry and introducing changes to find the optimal solution. Once achieved, these aerodynamic devices will be implemented on the complete car, analysed, and areas for possible improvement will be identified. After several versions, a final version will be reached. Finally, to validate the improvements introduced with the aerodynamic packages, the different versions will be simulated using ideal lap software. By comparing the times and various variables, the advantages of each version will be understood.

Este Trabajo de Fin de Carrera (TFC) aborda la incertidumbre en torno al futuro de las centrales hidroeléctricas en España al llegar al término de sus concesiones administrativas, habida cuenta de su importancia en la red eléctrica como máquinas síncronas que proporcionan estabilidad. Se examina la evolución histórica de las concesiones, el marco legal vigente y los desafíos actuales del sector, para poder comprender la situación actual en la que nos encontramos. Se evalúan posibles escenarios tras el vencimiento de las concesiones actuales, incluyendo la gestión pública, la renovación de concesiones a empresas privadas y el desmantelamiento de las centrales. La investigación incluye un análisis comparativo a nivel internacional, identificando prácticas y soluciones aplicables al contexto español. Además, se realiza un estudio presupuestario de una central de bombeo para evaluar su rentabilidad y viabilidad, utilizando datos específicos de la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir y de profesionales del sector. El objetivo final de este TFC es ofrecer una visión clara y fundamentada sobre el futuro de las concesiones hidroeléctricas en España, entendidas como parte de un recurso internacionalmente reconocido como estratégico. Ello va orientado a proporcionar recomendaciones para una gestión justa y equitativa del recurso hidroeléctrico.

Las royas son una enfermedad importante en el cultivo del trigo, generando pérdidas de producción y, por tanto, económicas, en el sector cerealista. Podemos distinguir principalmente tres especies que causan tres enfermedades diferentes: roya de la hoja (o parda), amarilla (o lineal) y del tallo (o negra). Hasta la temporada 2019-2020, la roya de la hoja estaba controlada, ya que los cultivares más sembrados en el sur de España tenían genes de resistencia contra ella, y los cultivares susceptibles estaban protegidos con fungicidas. Pero un problema surgió en la primavera de 2020, cuando todos los cultivares de trigo duro comenzaron a infectarse con una roya parecida a la de la hoja. La roya del tallo apenas está presente durante la temporada de cultivo regular, pero puede ser una enfermedad importante en el futuro. Se identificaron las principales razas como Clade IV-B y Clade IV-F, al igual que en la mayor parte de Europa y partes del norte de África. Para esta roya, las resistencias siempre son incompletas., Rusts are a significant disease in wheat cultivation, causing yield loss and economic losses in the cereal sector. We can distinguish three rust species causing three different diseases: leaf (or brown), yellow (or stripe) and stem (or black) rust. Until the 2019-2020 season, leaf rust was controlled since the most planted cultivars in southern Spain had resistance genes against it, and susceptible cultivars were protected with fungicides. A problem arose in the spring of 2020 when all durum wheat cultivars began to become infected with a kind of leaf rust. The leaves had large pustules, different from those of typical rust caused by P. triticina, and the teliospores sprouted rapidly after a few days of infections. The symptoms fitted P. tritici-duri, another wheat leaf rust species already reported in the western Mediterranean basin. This study, evaluated the severity of leaf rust in durum wheat field trials during the 2019-20, 2020-21 and 2021-22 seasons in Huelva, Seville, Cádiz and Córdoba provinces. Additionally, during the spring of 2020 and 2021, isolates from individual leaf rust pustules were collected from different durum wheat cultivars. Inoculation of the isolate into a differential set of lines showed that five different races were present, of which two were of the P. tritici-duri subspecies. This subspecies is not new in southern Spain. Still, in the last 25 years, it has not been observed with such severity in almost all durum wheat cultivars (susceptible and resistant to P. triticina). Cultivar Calero constantly resisted all races of P. tritici-duri used in this study. Furthermore, effective mitigation of the current threat of yellow rust and the potential threat of stem rust to wheat production in southern Spain requires the characterization of the breeds currently present in the region. The results of this study indicated that the primary races of yellow rust now present in southern Spain are PstS10, PstS13 and PstS14, to which several widely plant

Este Trabajo de Fin de Máster explora la Planificación y Gestión hidrológica de la cuenca del Urumea en la situación actual con el principal objetivo de desarrollar un plan integral de gestión y planificación hidrológica para la cuenca que permita asegurar el uso sostenible y eficiente de sus recursos hídricos, garantizar la disponibilidad de agua para las generaciones presentes y futuras, y proteger los ecosistemas asociados. Para ello ha sido principal el uso de la Información Georreferenciada, conocida como SIG, la cual ha permitido identificar y describir la cuenca en su totalidad, localizado tanto las diferentes masas de agua, medio físico, etc., así como el Plan Hidrológico de la Demarcación Hidrográfica del Cantábrico Oriental 2022-27, que ha facilitado la identificación de las diferentes demandas y escenarios del sistema. Una vez recogida toda la información tanto gráfica como numérica del sistema, se ha modelizado el Sistema de Explotación utilizando el Sofware AquaTool, donde se ha volcado toda la información ya discretizada y se han simulado diferentes escenarios, desde el análisis de 1 año de sequía hasta el estudio de los 76 años hidrológicos consecutivos de los que se tiene información. Dicha modelización ha permitido conocer tanto el funcionamiento de la cuenca, como realizar un balance hídrico, observar posibles situaciones de déficit para las demandas en diferentes situaciones del año etc. Los resultados obtenidos revelan que, en términos generales, la cuenca no presenta problema de abastecimiento de las demandas, pero sí una posible situación de superávit de recursos, lo cual sugiere la necesidad de futuras actuaciones. Este trabajo ofrece una base sólida para enfocar un uso sostenible y eficiente de los recursos hídricos de la cuenca, la protección del medio ambiente y el bienestar social. En la actualidad, la importancia del agua radica en su carácter esencial e insustituible para la vida, subrayando que, aunque no es un bien ilimitado, su gestió, This Master's Thesis explores the hydrological planning and management of the Urumea River Basin in its current state, with the main objective of developing a comprehensive plan for the management and planning of the basin's water resources. The aim is to ensure the sustainable and efficient use of these resources, guarantee water availability for present and future generations, and protect associated ecosystems. For this purpose, the use of Georeferenced Information Systems (GIS) has been crucial. GIS has allowed for the identification and description of the entire basin, locating the various water bodies, physical environment, etc., as well as the Hydrological Plan of the Eastern Cantabrian Hydrographic Demarcation 2022-27. This plan has facilitated the identification of different demands and scenarios of the system. Once all the graphical and numerical information of the system was gathered, the Exploitation System was modeled using the AquaTool software. All the discretized information was input into this software, and various scenarios were simulated, from the analysis of a 1-year drought to the study of 76 consecutive hydrological years for which information is available. This modeling has allowed us to understand the functioning of the basin, perform a water balance, observe possible deficit situations for demands in different times of the year, etc. The results obtained reveal that, in general terms, the basin does not present supply problems for the demands but does indicate a possible surplus of resources, suggesting the need for future actions. This work provides a solid foundation for focusing on the sustainable and efficient use of the basin's water resources, environmental protection, and social well-being. Today, the importance of water lies in its essential and irreplaceable nature for life, emphasizing that, although it is not an unlimited resource, responsible and sustainable management is fundamental to ensuring a prosperous future for all.

The water footprint is an increasingly demanded environmental sustainability indicator for certifications and labels in agricultural production. Processing tomatoes are highly water-intensive, and existing studies on water footprint have uncertainties and do not consider the impact of different irrigation configurations (e.g., surface drip irrigation (SDI) and subsurface drip irrigation (SSDI)) and irrigation strategies. This study presents a two-year experimental investigation to determine the water footprint of processing tomatoes grown in southern Spain (Andalusia) and the impact of SSDI and deficit irrigation. Five irrigation treatments were established: SDI1 (surface drip irrigation without water limitation), SDI2 (surface drip irrigation without water limitation adjusted by soil moisture readings), SSDI1 (subsurface drip irrigation without water limitation and a dripline depth of 15 cm), SSDI2 (similar to SSDI1 but with mild/moderate water deficit during the fruit ripening stage), and SSDI3 (subsurface drip irrigation without water limitation and a dripline depth of 35 cm (first year) and 25 cm (second year)). Measurements included crop vegetative growth, leaf water potential, leaf gas exchange, nitrate concentration in soil solution, and crop yield and quality. The soil water balance components (actual evaporation, actual transpiration, deep drainage), necessary for determining the total crop water footprint, were simulated on a daily scale using Hydrus 2D software. Results indicated that SSDI makes more efficient use of irrigation water than SDI. The water footprint of SSDI1 was 20–35% lower than that of SDI1. SSDI2 showed similar water footprint values to SDI1 under highly demanding environmental conditions and significantly lower values (≈40%) in a year with lower evaporative demand. The dripline depth in SSDI was critical to the water footprint. With a 35 cm installation depth, SSDI3 had a significantly higher water footprint than the other treatments, wh

Dataset generated in the work “Impact of Irrigation Management Decisions on the WaterFootprint of Processing Tomatoes in Southern Spain” whose main objective was to determine the water footprint of processing tomatoes grown in southern Spain under different drip irrigation methodologies.

This paper considers the problem of the deployment of a set of agents distributed on a disk-shaped grid onto three-dimensional (3-D) profiles, by using a continuum approximation (valid in the limit for a large number of agents) and then a control methodology for partial differential equations (PDEs). The agents’ collective behavior is modeled by a pair of radially-varying diffusion–reaction PDEs in polar coordinates, whose state determines the agents’ position. Having a radially-varying reaction coefficient not only increases the challenge of kernel equations becoming singular in radius, but also brings more potential deployment manifolds. To stabilize and increase the convergence of the deployment, a boundary controller and a boundary observer are designed by combining an infinite-dimensional backstepping approach with a Fourier series decomposition technique, thus driving all agents to the desired profile. A key feature of the presented result is that the desired profile only needs to be known by the leaders, with the followers only needing to follow a simple control strategy which requires only the measurement of its current position and communication with its neighbors as defined by the multi-agent system topology. The method provides closed-loop exponential stability with any prescribed convergence rate in the L2 norm. Simulation tests are shown to prove the effectiveness of the proposed algorithm.

Dataset acquired for the study published in the article: “Refrigeration capacity and effect of ageing on the operation of cellulose evaporative cooling pads, by wind tunnel analysis”. This work has been funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness and the European Regional Development Fund (ERDF) by means of research grant AGL2015-68050-R (Spain). This study investigates the temperature reduction capacity and water consumption of a fan-pad system installed in a greenhouse located in the coastal regions of Almería. The suitability of this system for coastal zones with high environmental humidity during the summer is analyzed. Historical temperature and relative humidity series are studied, obtaining the thermal difference and maximum, medium, and minimum monthly water consumption of the pads based on the operation data of the evaporative cooling pads.

Dataset acquired for the study published in the article: “Volatile organic compounds removal by means of a felt-based living wall to improve indoor air quality”. This is part of the project “Fytorremediation of air and water by means of living walls” financed by the Andalusian Plan of Research, development and innovation 2020 (grant number P18-TP-1657) in the 2018 call for Research projects for universities and qualified public research entities as agents of the Andalusian Knowledge System (Junta de Andalucía, Spain). As vegetation can act as a biofilter capturing air pollutants, this study aims to assess the effectiveness of a living wall module in the removal of the Total Volatile Organic Compounds (TVOCs) for IAQ improvement. An airtight glass chamber was used to release contaminants, monitoring the TVOCs both with the chamber empty (control) and with a small Fytotextile® living wall module planted with Nephrolepis exaltata L. A substantial reduction of TVOCs was observed when the living wall was inside the chamber. In few hours, TVOCs levels were reduced below the recommended limit (following Spanish regulations).

Dataset acquired for the study published in the article: “Improving the performance of felt-based living wall systems in terms of irrigation management”. This work aims to improve an existing commercial system (Fytotextile) in order to optimise water retention and vegetation performance in harsh climate conditions. Therefore, three evolutions of the Fytotextile system were tested in terms of water retention capacity, drainage and vegetation performance.

Este trabajo se ha centrado en mejorar la precisión y la sincronización espaciotemporal en el transplante de tomates, usando una transplantadora de cultivos modificada. La metodología incluye el análisis de visión por ordenador digital en color y de alta velocidad para estudiar el movimiento y la dinámica de las plantas de tomates transplantados. Este análisis condujo al desarrollo de un mecanismo de soporte de planta, que resultó en una reducción significativa, del 25%, de la desviación en la ubicación de las plantas en el suelo, en comparación con métodos convencionales. Esta mejorar es un paso importante hacia un sistema mectrónico capaz de transplatar cultivos en un patrón de cuadrícula a lo largo de la línea de cultivo. Este sistema serí un componente clave en un enfoque de tratamiento individualizado por planta y totalmente automatizado, lo cual es muy relevante para cultivos intensivos como el tomate. Los conjuntos de datos generados en este estudio, que se realizaron entre 2012 y 2014, se basaron en un sistema de control de retroalimentación cerrada para regular la velocidad angular de la rueda de plantación. Esta velocidad se ajustó de acuerdo a la detección de la velocidad angular de una rueda sin motor, empleando para ello un codificador óptico de rotación de eje. El archivo suministrado, un documento de Excel, incluye tres pestañas: "Velocity&Aceleration" (Velocidad y Aceleración), "Height&Diameter" (Altura y Diámetro), y "Supported&Control" (Soporte y Control). Este archivo contiene información numérica detallada que respalda y valida los resultados obtenidos en la investigación.

Dataset acquired for the study published in the paper: “Optimal operation of evaporative cooling pads: A review”. The paper conducts a critical review on the existing experimental and theoretical research on commercial and alternative wetted media, identifies the gaps in the literature, proposes uniform nomenclature and methodologies, and provides a critical view on the optimal operating conditions from wetted-surface evaporative coolers.

This article deals with one of the types of “Satellite Range Scheduling” problems arising in Earth Observation Satellite operations, Antenna-Satellite Scheduling. Given a set of satellites, a set of available antennas and a time horizon, the problem consists of designing an operational plan that assigns satellites to antennas in an optimal fashion. Extending a previous integer linear programming (ILP) model (shortening model, with only integer variables), we propose a mixed ILP (MILP) (shaving model, which includes both continuous and integer variables), to more efficiently solve this problem. After computing the passes generated by the satellites' windows of visibility from the antennas, the optimal planner is able to cancel a pass, move it to another antenna, or shorten its duration, in order to avoid scheduling conflicts. In contrast to the shortening model, which used intersections between passes to determine the best schedule, the shortening operation is now referred to as shaving, since the shaving model can arbitrarily adjust the duration of a pass in a razor-like fashion, giving the model its name. Computational results obtained in tests over realistic scenarios prove that the shaving model outperforms the shortening model, producing fewer cancellations, smaller shaved times, and a fairer distribution of cancelled passes among satellites, with much shorter preprocessing times.

Dataset obtained for the study published in the paper: “Direct evaporative cooling from wetted surfaces: Challenges for a clean air conditioning solution”. Evaporative cooling has a major role to play in fighting climate change and in achieving a low-carbon economy. Wetted media are commonly called evaporative cooling pads and are widely used in greenhouses, intensive livestock farming, and industrial facilities. These can enhance their application to indoor occupied spaces such as residential or commercial cooling, or in hybrid air conditioning systems. Existing results on these less studied performance issues are reviewed, and we identify the gaps in the literature in addition to highlighting the main challenges encountered, in an effort to guide future researchers in the field and enhance the application of direct evaporative cooling. Existing results on these less studied performance issues are reviewed, and we identify the gaps in the literature, such as power requirements and the coefficient of performance, water consumption, risk of water entrainment, material decay, and air quality, as well as the effect of water temperature and salinity, solar radiation, or wind speed. In addition to highlighting the main challenges encountered, in an effort to guide future researchers in the field and enhance the application of direct evaporative cooling.

We reveal for the first time by experiments that within a narrow parameter regime, two cavitation bubbles with identical energy generated in antiphase develop a supersonic jet. High-resolution numerical simulation shows a mechanism for jet amplification based on toroidal shock wave and bubble necking interaction. The microjet reaches velocities in excess of 1000 m s-1. We demonstrate that potential flow theory established for Worthington jets accurately predicts the evolution of the bubble gas-liquid interfaces unifying compressible and incompressible jet amplification.

We report numerical simulations confirming the predictions in Gordillo & Riboux (J. Fluid Mech., vol. 941, 2022, A10), where we elucidated the lubrication mechanism by which a drop of a low-viscosity liquid impacting over a smooth solid substrate skates over a thin gas film that prevents contact with the wall. Moreover, with the purpose of explaining the so-called lift-off mechanism reported in Kolinski et al. (Phys.Rev.Lett., vol. 112, issue 13, 2014, 134501), we extend our previous findings and derive expressions for the time-varying thickness of the gas layer at the region where the distance to the wall is minimum, finding good agreement with the numerical results. In addition, we report that our predictions for the minimum thickness of the gas film separating a falling drop from a wall at room temperature follow closely the experimental values when gas kinetic effects https://doi.org/10.1017/jfm.2024.20 Published online by Cambridge University Press are retained in the analysis, and also report that the analogous equation for the minimum thickness of the vapour layer formed after a drop impacts a superheated wall predicts well the experimental measurements.

We present an hybrid VOF/embedded boundary method allowing to model two-phase flows in presence of solids with arbitrary shapes. The method relies on the coupling of existing methods: a geometric Volume of fluid (VOF) method to tackle the two-phase flow and an embedded boundary method to sharply resolve arbitrary solid geometries. Coupling these approaches consistently is not trivial and we present in detail a quad/octree spatial discretization for solving the corresponding partial differential equations. Modelling contact angle dynamics is a complex physical and numerical problem. We present a Navier-slip boundary condition compatible with the present cut cell method, validated through a Taylor–Couette test case. To impose the boundary condition when the fluid–fluid interface intersects a solid surface, a geometrical contact angle approach is developed. Our method is validated for several test cases including the spreading of a droplet on a cylinder, and the equilibrium shape of a droplet on a flat or tilted plane in 2D and 3D. The temporal evolution and convergence of the droplet spreading on a flat plane is also discussed for the moving contact line given the boundary condition (Dirichlet or Navier) used. The ability of our numerical methodology to resolve contact line statics and dynamics for different solid geometries is thus demonstrated

This research delves into the nuanced dynamics influencing photocurrent generated in bifacial photovoltaic modules within the framework of agrovoltaic applications. Our findings underscore the necessity of using spectral data over absolute values regards to the wavelength dependence for precise energy yield predictions. Particularly, it is demonstrated that the ground reflectance plays a pivotal role. The type of soil (compact or tilled) and crop growth cycle contribute to temporal variations, significantly affecting energy production. In order to validate the proposed methodology for estimating photocurrent generated by APV systems based on spectral data, we conducted tests in two different irradiance conditions, deliberately chosen for their contrast: clear sky and hazy sky conditions. Experimental measurements were conducted for global, direct, and diffuse irradiance spectral components in both atmospheric scenarios. Additionally, we performed comprehensive spectral reflectance measurements for various soil types and crops throughout an entire growth cycle to depict the temporal variations in these values. It is observed an overestimation in the ratio between front and rear photocurrent generated by the bifacial PV module when the model relies on absolute values of solar irradiance and ground reflectance, compared to utilizing spectral input data. Furthermore, the analysis of absolute values fails to reveal a significant dependence on atmospheric conditions. In summary, this research discussed the implications of spectral data, geometry and atmospheric conditions, for bifacial PV modules in agrovoltaic applications.

This study evaluates the efficacy of hyperspectral data for detecting yellow and brown rust in wheat, employing machine learning models and the SMOTE (Synthetic Minority Oversampling Technique) augmentation technique to tackle unbalanced datasets. Artificial Neural Network (ANN), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), and Gaussian Naïve Bayes (GNB) models were assessed. Overall, SVM and RF models showed higher accuracies, particularly when utilizing SMOTE-enhanced datasets. The RF model achieved 70% accuracy in detecting yellow rust without data alteration. Conversely, for brown rust, the SVM model outperformed others, reaching 63% accuracy with SMOTE applied to the training set. This study highlights the potential of spectral data and machine learning (ML) techniques in plant disease detection. It emphasizes the need for further research in data processing methodologies, particularly in exploring the impact of techniques like SMOTE on model performance.

Deception Island is an active volcano with a submerged caldera open to the sea called Port Foster. Several post-caldera collapsed volcanic events, as well as hydrodynamics, have changed its inner coastline, shaping new volcanic deposits. A hydrodynamic model is presented to predict accretion and erosion trends in this bay, which could have an impact on the mobility of researchers and tourists. New historical orthophotos and spatio-temporal differences between digital elevation and bathymetric models were used for validation purposes. The model reveals that the south-facing coast is more susceptible to erosion, while the east- or west-facing coast experiences sedimentation. A visual study for the periods 1970–2003 and 2003–2020 in Port Foster obtained similar annual erosion/accretion lineal rates (0.3–2 m/year) in the areas not affected by the last eruptive period, as well as increases of 0.023 km2/year and 0.028 km2/year of the inner bay and coastal sedimentation rates of 0.007 km2/year and 0.002 km2/year, respectively. Only part of the significant total volume loss is received within the bay, including its own erosion, and accumulates on the bay bottom. This is largely because the volume input is composed of snow, and it is also due to the transfer of material outside to balance the figures.

This paper presents an approach for integrating uncertainty information in air traffic flow management at the tactical phase. In particular, probabilistic methodologies to predict sector demand and sector congestion under adverse weather in a time horizon of 1.5 h are developed. Two sources of uncertainty are considered: the meteorological uncertainty inherent to the forecasting process and the uncertainty in the take-off time. An ensemble approach is adopted to characterize both uncertainty sources. The methodologies rely on a trajectory predictor able to generate an ensemble of 4D trajectories that provides a measure of the trajectory uncertainty, each trajectory avoiding the storm cells encountered along the way. The core of the approach is the statistical processing of the ensemble of trajectories to obtain probabilistic entry and occupancy counts of each sector and their congestion status when the counts are compared to weather-dependent capacity values. A new criterion to assess the risk of sector overload, which takes into account the uncertainty, is also defined. The results are presented for a historical situation over the Austrian airspace on a day with significant convection.

Las Velas Eléctricas Solares son un sistema de propulsión continua basado en la interacción electrostática entre el viento solar y el campo eléctrico creado por un conjunto de cables muy esbeltos cargados eléctricamente. Con aplicaciones en misiones interplanetarias para vehículos de pequeño y mediano tamaño, el despliegue de este conjunto de cables es uno de los principales problemas a resolver para la adecuada implementación de este tipo de dispositivos. De esta manera, el objetivo del proyecto es analizar de manera extensa el modelo dinámico y el diseño de algoritmos de control tanto lineales como no lineales para maniobras de despliegue de Velas Eléctricas Solares, analizando el rendimiento de las leyes de control desarrolladas a través de la implementación de un Filtro de Kalman Extendido., In this master’s thesis, an assessment of the dynamic modelling and control of E-sail deployment operations has been performed. In particular, the two-dimensional equations of motion of both tangential and radial symmetrical deployment strategies have been derived using a Lagrangian-based approximation. For these dynamical models, both linear and non-linear control full state laws have been developed, as well as an Extended Kalman Filter (EKF), using the available actuators and sensors, respectively. The performance of the output feedback control laws (this is, the feedback control laws computed using the state estimated by the EKF) has been finally assessed taking into account a realistic level of noise within the measurements. Thus, the implemented control algorithms proved the controllability of both deployment strategies, whereas the order of magnitude of the obtained errors were reasonable given the significance of the introduced perturbations. Additionally, the radial deployment strategy presented significantly lower control requirements with respect to the tangential deployment strategy in terms of the torque to be applied into the hub spin axis, despite its higher mechanical complexity and number of control variables.

En la actualidad la conexión entre la hidrología y la hidráulica es de vital importancia para comprender y modelar el comportamiento completo del ciclo hidrológico en una cuenca hidrográfica. Los modelos hidrológicos se centran en el comportamiento del agua a nivel de cuenca hidrográfica, y su finalidad es simular y predecir los procesos relacionados con el agua en la cuenca, como la precipitación, la escorrentía, la infiltración, la evaporación, etc. Los modelos hidráulicos se centran en el comportamiento del agua dentro de la red de drenaje. Se emplean estos modelos para predecir cómo el flujo de agua fluye en estos sistemas (ríos, canales, tuberías, etc.) teniendo en cuenta las características del flujo y la geometría de los canales. En el presente trabajo, con el propósito de efectuar la integración de un modelo hidrológico en un modelo hidráulico, se lleva a cabo un modelo de lluvia distribuida a través del software HEC-RAS aplicado a la cuenca del río Ojailén (Ciudad Real). Con este modelo se pretende lograr comprender el comportamiento completo del sistema. Es decir, entender cómo la precipitación se convierte en escorrentía, cómo se mueve el agua a través de la cuenca, cómo se almacena en el terreno, cómo fluye a través de los arroyos, ríos, etc. El objetivo principal del trabajo consiste en utilizar datos reales de lluvia y caudal para llevar a cabo la calibración de los parámetros hidráulicos e hidrológicos más relevantes en la cuenca de estudio. Mediante este procedimiento de calibración, se busca ajustar una serie de parámetros con el fin de lograr una correspondencia cercana entre los resultados simulados y los datos reales observados. Esto permitirá predecir de manera precisa el comportamiento de la cuenca hidrográfica en diversas condiciones hidrológicas, entre ellas, eventos de avenidas. Una vez que el modelo hidráulico ha sido calibrado, resulta crucial llevar a cabo su validación para evaluar su capacidad predictiva. Esto implica utilizar datos obs, Nowadays the connection between hydrology and hydraulics is of vital importance to understand and model the complete behavior of the hydrological cycle in a river basin. Hydrologic models focus on the behavior of water at the watershed level, and their purpose is to simulate and predict water-related processes in the watershed, such as precipitation, runoff, infiltration, evaporation, etc. Hydraulic models focus on the behavior of water within the drainage network. These models are used to predict how the flow of water flows in these systems (rivers, canals, pipes, etc.) taking into account the flow characteristics and the geometry of the channels. In the present work, with the purpose of integrating a hydrological model into a hydraulic model, a distributed rainfall model is carried out using the HEC-RAS software applied to the Ojailén river basin (Ciudad Real). The aim of this model is to understand the complete behavior of the system. That is, to understand how precipitation is converted into runoff, how water moves through the basin, how it is stored in the ground, how it flows through streams, rivers, etc. The main objective of this work is to use real rainfall and flow data to carry out the calibration of the most relevant hydraulic and hydrological parameters in the study basin. Through this calibration procedure, the aim is to adjust a series of parameters in order to achieve a close correspondence between the simulated results and the real observed data. This will make it possible to accurately predict the behavior of the watershed under various hydrological conditions, including flood events. Once the hydraulic model has been calibrated, it is crucial to carry out its validation to assess its predictive capacity. This involves using additional observed data and comparing it with the results obtained through simulation. Validation ensures that the model is capable of providing reliable and accurate predictions of hydraulic behavior in the study basin. A cal

La formación de hielo sobre superficies, concretamente, sobre las superficies aerodinámicas, es un problema al que se ha enfrentado la aviación desde prácticamente sus inicios. Este proceso es complejo y difícil de estimar, puesto que depende de multitud de factores como las características del vuelo, la geometría del perfil o el ala, las condiciones atmosféricas, etc. El desarrollo en los últimos años de la Mecánica de Fluidos Computacional (CFD por sus siglas en inglés) ha permitido abordar de una forma más precisa este fenómeno. En este documento se tiene como principal objetivo la realización de un análisis exhaustivo de la formación de hielo sobre superficies, tanto aerodinámicas como los perfiles, como de superficies (canónicas) más simples, como la placa plana o el cilindro, con el objetivo de caracterizar el comportamiento de la formación de hielo sobre estas superficies en base a la variación de parámetros cruciales como la velocidad del flujo, temperatura, geometría del perfil o de la placa plana, etc. Para ello, se ha empleado Ansys FENSAP ICE. Este software es un programa que nos permite simular la formación de hielo sobre distintas superficies, bastando con introducir la geometría de nuestro problema, malla y las condiciones de contorno, tanto de aire incidente como del agua (que definen las gotas). Este documento, además, pretende servir como base para futuros estudios relacionados con la formación de hielo, y es por ello que se ha realizado una breve explicación general sobre los distintos módulos que conforman Ansys FENSAP ICE, así como de sus principales características y funcionalidades. Con estos dos objetivos en mente, se quiere enfatizar la importancia que tiene en la aviación la formación de hielo sobre las superficies aerodinámicas, puesto que pueden afectar negativamente a la actuación (sustentación y arrastre) de la aeronave, y cómo afecta a la formación de hielo los parámetros principales de los que dependen este fenómeno., Surface icing, particularly on aerodynamic surfaces, is a problem that aviation has faced since almost its beginning. This process is complex and difficult to estimate, since it depends on a multitude of factors, such as flight characteristics, airfoil or wing geometry, atmospheric conditions, etc. The development in recent years of Computational Fluid Mechanics (CFD) has allowed a more exhaustive study of this phenomenon. The main objective of this paper is to carry out an extensive analysis of ice accretion on surfaces, both aerodynamic surfaces such as airfoils and simpler surfaces such as cylinders or flat plates, in order to characterise the behaviour of ice formation on these surfaces based on the variation of crucial parameters as flow velocity, temperature, chord of the airfoil or flat plate, etc. For this purpose, Ansys FENSAP ICE has been used. This software is a program that allows us to simulate the ice formation on different surfaces, simply by the introduction the geometry of our problem, mesh and boundary conditions, both incident air and water (which define the droplets). This document is also intended to serve as a basis for future studies related to ice formation, and that is why a brief general explanation and introduction of the different modules that make up Ansys FENSAP ICE, as well as its main features and functionalities, has been provided. With these two objectives in mind, the aim is to show the importance of icing on aerodynamics surfaces in aviation, since it can negatively affect to the performance of the aircraft, and how the main parameters that define this phenomenon affect icing.

Dado el cada vez mayor riesgo de colisiones entre cuerpos en órbita alrededor de la Tierra, se decide realizar una aproximación al problema del análisis del mismo y la elaboración de herramientas que lo traten. En ese sentido, se ha hecho un repaso del problema de los dos cuerpos, junto con algunos apuntes al respecto de la manera en la que se recoge la información sobre la situación de los satélites, los TLEs. A continuación, se elabora un propagador de órbitas basado en la ecuación del movimiento, al que incorporaremos los efectos de las perturbaciones vinculadas a la no esfericidad de la Tierra (J2 ) y la resistencia atmosférica. Además, se incluirán comprobaciones del funcionamiento de este propagador. Con el propagador completo, se van a comentar los desarrollos hechos para elaborar herramientas de filtrado de posibles conjunciones. Con estas en mano, también se harán algunas pruebas de comprobación para verificarlas. Finalmente, se va a realizar una prueba, usando todas las herramientas creadas sobre una población de objetos en órbita baja y analizando las posibles conjunciones y el riesgo de colisiones en la zona. Como conclusiones, la elaboración de las herramientas necesarias para cumplir los objetivos propuestos nos muestra las limitaciones propias de los modelos físicos empleados y la necesidad de ajustarlos al ámbito de aplicación que vaya a tener. Por otra parte, los resultados finales obtenidos de la prueba ejecutada nos muestran claramente como existen casos de conjunciones incluso en poblaciones relativamente reducidas, de lo que se intuye la necesidad de mejorar las herramientas de filtrado y detección para manipular una población cada vez mayor y más expuesta a posibles colisiones. Las futuras líneas de trabajo deberían enfocarse a mejorar las herramientas ya disponibles, mediante modelos más precisos y filtros más rápidos, además de continuar en el desarrollo de herramientas que, para conjunciones verificadas, analicen en profundidad la posibilida, Given the increasing risk of collision between objects orbiting Earth, it’s been decided to make an approach to the problem of both to analyse it and to develop tools capable of working with it. With this in mind, a brief study of the two bodies problem has been made, along some notes about the way in which data about satellite’s situation is gather, the TLEs format. Following those notes, an orbit propagator based on the motion equation has been made. The effects of perturbations associated with Earth’s non-esphericity (through the J2 harmonic) and atmospheric resistance will be added. Checks focused on the correct execution of the propagator will be included too. With the propagator completed, the development of filtering tools to detect possible conjunctions will be discussed. As in the previous case, some checks will be done in order of proving their reliability. Finally, all of the tools made will be put to the test, by employing a selected Low Earth Orbit object population and analysing possible conjunctions and the risk of a collision. As a conclusion, the elaboration of the tools needed to fulfill the proposed objectives for this work shows us the limitations of the physical models employed, and the necessity of adjusting them to the scope of the project. On their behalf, the final results from the analysis executed, clearly shows us how there are conjunction cases even in relatively small populations, from where we can infer the necessity of improving the filtering and detection tools in order of manipulating a satellite population increasingly bigger and increasingly exposed to eventual collisions. Future work should focus on improving the already available tools, through more precise models and quicker filters, as well as continuing the development of tools that, in case of a verified conjunction, analyse the possibility of a collision and the study of evasion maneuvers.

Los estuarios aluviales son ecosistemas singulares donde se encuentran la desembocadura de un río y el mar, constituyendo la zona de transición entre el régimen litoral y fluvial donde se produce la mezcla entre el agua dulce y salada. Estas formaciones se caracterizan por su gran dinamismo hidrodinámico, ya que son influenciados por diversos agentes como las mareas, el oleaje, la descarga fluvial y el transporte de sedimentos proveniente de diferentes fuentes, entre otros. Así, la compleja interacción de todos los factores que intervienen en su equilibrio dinámico los convierte en medios altamente sensibles, con un tiempo de vida generalmente corto. No obstante, estas condiciones confieren a los estuarios el desarrollo de características propias de ambos cuerpos de agua (litoral y marino), lo que resulta en un hábitat único para una amplia diversidad de fauna y flora, ya que poseen una alta riqueza de nutrientes y variedad de recursos. Al mismo tiempo, los estuarios desempeñan un papel estratégico en el desarrollo y realización del comercio internacional desde tiempos remotos, ya que son vías de navegación hacia los puertos interiores. De esta manera, son áreas de gran interés e importancia económica para la sociedad, por lo que se debe asegurar su mantenimiento regular para garantizar la navegabilidad de los barcos a través de las operaciones de dragado. Asimismo, la diversa circulación de nutrientes y sus características topográficas, siendo terrenos generalmente llanos y fértiles, los convierten en lugares ideales para la agricultura. La coexistencia de diferentes intereses en los estuarios genera inevitablemente la confrontación entre diversos sectores de la sociedad. Ante estas presiones antrópicas, es crucial reconocer que estos ecosistemas requieren de una protección ambiental especial para su conservación, debido a la alta sensibilidad y valor ecológico que tienen. Para lograr esto, deben estudiarse detenidamente los procesos físicos que se llevan al cabo e, Alluvial estuaries are unique ecosystems where a freshwater river or stream meets the ocean, so they constitute the transition zone between the coastal and fluvial regime where the mixture between fresh and salt water occurs. These formations are characterized by a high hydrodynamic activity, since they are influenced by various external drivers such as tides, waves, fluvial discharge, and sediment transport from different sources, among others. Thus, the complex interaction between all these factors makes them highly sensitive systems, resulting in their generally short lifetime. However, these conditions provide estuaries with a unique habitat for a wide diversity of fauna and flora, since the influence of both bodies of water (coastal and marine) result in a high concentration of nutrients and a variety of natural resources. At the same time, estuaries play a strategic role in the development of international trade since ancient times, as they are the only navigation channels to reach inland ports. In this way, these areas are of great interest for the economic wealth of society, so their optimum conditions must be ensured through periodic dredging operations for their maintenance. In addition, the diverse circulation of nutrients that occurs as well as their natural topography makes them ideal places for agriculture, since they generally consist of flat and fertile land. The coexistence of different activities that take place in estuaries inevitably generates confrontation between different sectors of society. However, it is crucial to recognize that these ecosystems require special environmental protection due to their high sensitivity and ecological value, which can be threaten by these anthropogenic pressures. To achieve this, a detailed study of the behaviour and physical processes of estuaries must be carried out, so that their sustainable management is possible. In this way, this report aims to contribute to the sustainable development by analysing the eff

El estudio de la mecánica de fluidos es uno de los campos más importantes de la ingeniería, ya que permite modelar el comportamiento de líquidos y gases con el objetivo de predecir su respuesta ante situaciones de interés. Este trabajo aborda un aspecto poco estudiado dentro del panorama general de la mecánica de fluidos, el comportamiento del plasma producido por combustión. El objetivo detrás de ello es ver si el efecto producido por un confinamiento magnético tiene o no relevancia en el desarrollo del flujo. Para ello, se configurará un programa para resolver las ecuaciones de comportamiento combinado de Navier-Stokes y del comportamiento general del plasma. Se tomarán una serie de simplificaciones sobre las mismas para poder realizar una primera estimación que permita obtener la influencia que se quiere analizar., Fluid mechanics is one of the most important fields studied in engineering, as they can model liquids and gases behaviour with the aim of predicting their response to several settings of interest. This work addresses one aspect which has not been extensively studied throughout the general fluid mechanics panorama, the behaviour of combustion produced plasma. This project aims at analysing whether the effects of magnetism confinement are signifficant or not to the flow progression. In order to fulfil these objectives the problem will be solved with the usage of a program configured to solve Navier-Stokes equations and the corresponding plasma equations. Some simplifications will be considered to be able to make an adequate first aproach to the problem, which may shed some light on the importance of the influence of magnetic fields in this situation.

En este trabajo se plantea la mejora computacional de las herramientas de planificación de trayectorias de avión en presencia de meteorología adversa. El algoritmo que más tiempo consume en las trayectorias de evitación de tormentas es el de generación del grafo de visibilidad. La implementación actual de la que dispone el Grupo de Ingeniería Aeroespacial propone una solución que resulta muy costosa temporalmente cuando el número de nodos del grafo comienza a aumentar. El primer objetivo del proyecto será implementar este algoritmo para, tras ello, programar una rutina avanzada de creación del grafo de visibilidad basada en el método de Lee con el propósito de conseguir una reducción relevante en el tiempo de ejecución del algoritmo con respecto a las implementaciones más sencillas de las que se dispone actualmente., This project proposes the computational improvement of aircraft trajectory planning tools in the presence of adverse weather conditions. The algorithm that consumes the most time in storm avoidance trajectories is the visibility graph generation algorithm. The current implementation available to the Aerospace Engineering Group proposes a solution that is temporarily very expensive when the number of nodes in the graph begins to increase. To begin with, the project will implement this algorithm and, in order to complete its main objective, it will program an advanced routine for creating the visibility graph based on Lee’s method with the purpose of achieving a relevant reduction in the execution time of the algorithm with respect to the simplest implementations currently available.

El objetivo de este trabajo es el diseño, análisis y optimización de la estructura de un nanosatélite CubeSat, bajo las cargas dinámicas asociadas a los principales lanzadores del mercado. Todo esto se asegura cumpliendo las especificaciones CubeSat y la normativa ECSS. Para ello se hace uso de software computacional: • Catia, para hacer un diseño gráfico en 3D de la estructura. • Ansys, para realizar un análisis estructural del diseño gráfico realizado, permitiendo modelar el entorno en el que se encontraría el CubeSat, y deduciendo si la estructura sería apta o no. El trabajo comienza con una introducción del CubeSat, así como algunos detalles a tener en cuenta en su diseño y fases de fabricación (aunque este trabajo se limita al diseño virtual, se busca que se fabrique el modelo real). A continuación se buscan las guías de algunos de los lanzadores espaciales con mayor uso en el mercado, teniendo en cuenta sus entornos para simular las condiciones más restrictivas. Posteriormente se procede al diseño gráfico, partiendo de un prototipo de una empresa, el cual ha sido modificado, y teniendo en cuenta especificaciones del CubeSat. Este diseño se simplifica para poder mallarlo y simularlo dentro del entorno del cohete. Luego, según unos criterios tomados, se verifica si la estructura es apta para volar y se comentan los resultados obtenidos de los análisis hechos. Las conclusiones presentadas finalmente no son solo un cierre para esta etapa del proyecto, sino que también son un faro para aquellos que se aventurarán en el diseño y análisis de CubeSats en el futuro. Al mirar hacia adelante, identificamos líneas futuras de investigación que abarcan desde la mejora de la resistencia estructural hasta la implementación de tecnologías avanzadas en la próxima generación de CubeSats. A medida que la tecnología espacial continúa evolucionando, los CubeSats seguirán desempeñando un papel esencial en la exploración espacial y en la adquisición de datos cruciales para comprender

Una aeronave que vuela en el seno de una corriente de aire moviéndose a una velocidad que forma un ángulo elevado con respecto a la corriente, es decir, un ángulo de ataque alto, puede experimentar la entrada en pérdida, momento en que la sustentación cae de forma súbita y puede perderse el control. Antes de llegar a este punto, el flujo de aire deja de ser estable, formándose vórtices y desprendiéndose la capa límite, entre otros fenómenos. A lo largo de los cuatro cursos del grado, se estudian y detallan problemas en las que se suponen ángulos de ataque pequeños, con el objetivo de asegurar la estabilidad del flujo en todo momento. En este documento, se investigan perfiles aerodinámicos con diferentes ángulos de ataque, buscando el momento en que la corriente pasa a ser inestable, para conocer los rangos de trabajos que deben seguir para que no se produzca la entrada en pérdida, sirviendo de introducción a este campo de estudio. Se comparan soluciones de un perfil simétrico y uno asimétrico, así como los resultados en dos programas informáticos, MATLAB y ANSYS FLUENT, permitiendo conocer por primera vez este segundo software, ampliamente usado en el campo de la dinámica de fluidos computacional., An aircraft flying within an airflow moving at a speed that forms a high angle to the airflow, i.e. a high angle of attack, may experience stall, where the lift suddenly decreases and control may be lost. Before reaching this point, the airflow is no longer stable, vortices are formed and the boundary layer is shed, among other phenomena. Throughout the course, problems where small angles of attack are assumed are studied and detailed, with the aim of ensuring the stability of the flow at all times. In this paper, airfoils with different angles of attack are investigated, looking for the moment when the flow becomes unstable, in order to know the working ranges that must be followed to avoid stall, serving as an introduction to this field of study. Solutions of a symmetrical and an asymmetrical profile are compared, as well as the results in two computer programs, MATLAB and ANSYS FLUENT, allowing to know for the first time this second software, widely used in the field of computational fluid dynamics.

El gran problema que existe en la actualidad con la energía fotovoltaica es su nula flexibilidad y la imposibilidad de almacenar grandes cantidades de energía eléctrica de manera eficiente. El motivo de este trabajo es buscar una solución a este problema, con el almacenamiento de la energía fotovoltaica en forma de energía potencial gracias a las centrales reversibles. Se considerará que la central híbrida no vierte nada de energía fotovoltaica a la red eléctrica al existir un fuerte crecimiento de la potencia fotovoltaica instalada en España que podría dificultar la venta de energía de origen fotovoltaico durante el periodo de vida útil del proyecto. Para ello se estudia el caso de la Central de Guillena, que sirve como base de partida para estudiar la viabilidad de la hibridación. El comportamiento horario de la central se modelizará en Excel para el rango de horas donde se bombea con la energía fotovoltaica. Para hacer los cálculos se tienen en cuenta tanto los datos de irradiación en la localidad de la central, como los precios de la electricidad del OMIE para todas las horas de los 365 días del año. De esta forma, se determina el rango horario de bombeo más favorable para buscar reducir al máximo los costes de bombeo de agua de la central reversible al incorporar el sistema fotovoltaico., The big problem that currently exists with photovoltaic energy is its lack of flexibility and the impossibility of storing large amounts of electrical energy efficiently. The reason for this work is to find a solution to this problem, with the storage of photovoltaic energy in the form of potential energy thanks to reversible power plants. It will be considered that the hybrid power system does not feed any photovoltaic energy into the electricity grid as there is a strong growth in installed photovoltaic power in Spain that could hinder the sale of photovoltaic energy during the useful life of the project. Accordingly, the case of the Guillena Power Plant is studied, which serves as a starting point to study the feasibility of hybridization. The hourly behavior of the plant will be modeled in Excel for the range of hours where it is pumped with photovoltaic energy. To make the calculations, both the irradiation data in the location of the plant and the OMIE electricity prices for all hours of the 365 days of the year are taken into account. In this way, the most favorable pumping hourly range is determined to seek to minimize the costs of pumping water from the reversible plant by incorporating the photovoltaic system.

En el presente Trabajo de Fin de Grado (TFG), se investiga y se presenta una metodología detallada para desarrollar complejas simulaciones que modelan el intercambio de calor entre las celdas de una batería y el aire en movimiento en su interior. El proceso comienza con la creación del modelo de celda en Battery Design Studio, donde se configuran los parámetros fundamentales de la batería. Posteriormente, se realiza la simulación en Star-CCM+, un software de dinámica de fluidos computacional (CFD), que permite analizar el comportamiento del flujo de aire en el interior de la batería y evaluar el intercambio de calor con las celdas. Esto se hace para entender mejor cómo la batería responde a diferentes condiciones, como la carga y descarga. Además, se exploran diversas estrategias de diseño y operación para optimizar la transferencia de calor y mejorar el rendimiento de la batería. Mi trabajo durante la temporada 2021/2022 en el departamento de Aerodinámica del equipo ARUS no se limitó solo a desarrollar simulaciones para mejorar y optimizar la refrigeración por aire del ART-20E de la temporada anterior. Además, fui responsable del diseño y desarrollo de un innovador sistema para la estructura de los ventiladores y una toma de aire que introducía aire dentro del chasis, en contraste con los diseños de años anteriores., In the present Bachelor’s Thesis, a detailed methodology is investigated and presented for developing complex simulations that model the heat exchange between the cells of a battery and the moving air inside it. The process starts with creating the cell model in Battery Design Studio, where the fundamental parameters of the battery are configured. Subsequently, the simulation is performed using StarCCM+, a computational fluid dynamics (CFD) software that allows analyzing the behavior of airflow inside the battery and evaluating the heat exchange with the cells. This is done to better understand how the battery responds to different conditions, such as charging and discharging. Additionally, various design and operation strategies are explored to optimize heat transfer and improve battery performance. My work during the 2021/2022 season in the Aerodynamics department of the ARUS team was not limited to developing simulations to enhance and optimize the air cooling of the ART-20E from the previous season. Moreover, I was responsible for designing and developing an innovative system for the fan structure and an air intake that introduced air into the chassis, contrasting with designs from previous years.

La Vela Solar Eléctrica (E-sail) es una novedosa tecnología propulsiva sin propelente aplicable a vehículos espaciales, que genera el empuje necesario a partir de la interacción eléctrica entre cables (tethers) muy largos cargados eléctricamente y los iones del viento solar. Así pues, el presente trabajo aborda el problema de control de actitud de las E-sails, con el objectivo principal de ampliar el rango de validez de trabajos recientes ([1], [2]), que logran realizar maniobras de cabeceo manteniendo el eje de giro en una alineación próxima con el Sol, y considerando una deformación simétrica de los tethers. Para tal fin, en este proyecto se propone un modelo de deformación no simétrico, que permite a los tethers deformarse de forma independiente según la orientación relativa al Sol y el voltaje aplicado, tal y como sucedería en realidad. Esta propuesta es entonces analizada bajo control LQR para comprobar su rango de validez y estudiar la respuesta al control de la vela solar eléctrica, y, después, bajo control LQG para incluir la influencia de las perturbaciones y el ruido procedente de los sensores en el análisis., The Electric Solar Sail (E-sail) is an innovative propellantless propulsion technology for spacecraft, which generates thrust from interaction of long electrically-charged tethers with solar wind ions. This thesis addresses the attitude control problem for E-sails, with the main objective of widening the validity range of recent work ([1], [2]), that are able to perform pitch change maneuvers near a Sun-facing configuration, assuming a symmetrical deformation of all tethers. For this purpose, a non-symmetrical deformed shape model is proposed to allow the tethers deform independently according to relative orientation from Sun and applied voltage, as it would happen in reality. This proposal is then analyzed under LQR control to check the validity range and study the behaviour of the E-sail’s control response, and, later, under LQG control to include the effects of disturbances and sensors’ noise.

En el estudio de las actuaciones de rotores en vuelo axial son muchas las teorías utilizadas para modelar el comportamiento de estos. Así, el presente trabajo se enfoca en el estudio del vuelo axial ascensional de un rotor de helicóptero, considerando diversas teorías que van desde las más sencillas a las más complejas. El desarrollo de las teorías se realizará de forma incremental en complejidad, comenzando con teorías muy básicas las cuales permiten comprender ideas generales del comportamiento del rotor. Estas teorías serán cruciales para etapas iniciales del desarrollo de un proyecto de diseño, donde únicamente valores rápidos y estimados son requeridos. A medida que se avanza en el desarrollo, se introducirán teorías más complejas, las cuales permiten un modelado local del problema, modelando fenomenología compleja y permitiendo valores de las variables de interés mucho más cercanos a los esperados en la realidad. Estos valores son necesarios cuando la precisión toma mayor importancia, especialmente en etapas más avanzadas del proceso de diseño. El aspecto clave de todo este desarrollo reside en la comparativa de las diferentes teorías a estudiar, identificando puntos fuertes y débiles de cada una de ellas, regímenes de aplicación, etc. De esta forma, dada la necesidad de realizar un dimensionado de un rotor en una situación particular, se tengan las herramientas necesarias para poder saber qué metodología ofrece mejores resultados, en precisión y tiempo de cálculo. Finalmente, se pretende realizar un estudio de detalle de la distribución de fuerzas generadas en las palas del rotor con la teoría más avanzada a modelar, donde podrán identificarse las zonas de mayor carga aerodinámica, así como la distribución de velocidades en el rotor de forma local., In the study of rotor performances in axial flight, there are many theories used to model their behavior. Thus, this work focuses on the study of the ascending axial flight of a helicopter rotor, considering various theories ranging from the simplest to the most complex. The development of these theories will be carried out incrementally in complexity, starting with very basic theories that allow for a general understanding of rotor behavior. These theories will be crucial for the initial stages of design projects, where only quick and estimated values are required. As the development progresses, more complex theories will be introduced, allowing for local modeling of the problem, and capturing intricate phenomena, thereby providing values of variables of interest much closer to real-world expectations. These values are necessary when precision becomes more critical, especially in later stages of the design process. The key aspect of this entire development lies in the comparison of the different theories under study, identifying their strengths, weaknesses, applicable regimes, etc. Thus, when sizing a rotor for a specific situation, one will have the necessary tools to determine which methodology offers better results in terms of accuracy and calculation time. Eventually, a detailed study of the distribution of forces generated on the rotor blades will be conducted using the most advanced theory to be modeled. This study will help identify areas of higher aerodynamic load and the local distribution of velocities in the rotor.

Una aeronave que vuela en el seno de una corriente de aire moviéndose a una velocidad que forma un ángulo elevado con respecto a la corriente, es decir, un ángulo de ataque alto, puede experimentar la entrada en pérdida, momento en que la sustentación cae de forma súbita y puede perderse el control. Antes de llegar a este punto, el flujo de aire deja de ser estable, formándose vórtices y desprendiéndose la capa límite, entre otros fenómenos. A lo largo de la carrera, se estudian y detallan problemas en las que se suponen ángulos de ataque pequeños, con el objetivo de asegurar la estabilidad del flujo en todo momento. En este documento, se investigan perfiles aerodinámicos con diferentes ángulos de ataque, buscando el momento en que la corriente pasa a ser inestable, para conocer los rangos de trabajos que deben seguir con objeto a no producirse la entrada en pérdida, sirviendo de introducción a este campo de estudio. Se comparan soluciones de un perfil simétrico y uno asimétrico, así como los resultados en dos programas informáticos, MATLAB y ANSYS FLUENT, permitiendo conocer por primera vez este segundo software, ampliamente usado en el campo de la dinámica de fluidos computacional., An aircraft flying within an airflow moving at a speed that forms a high angle to the airflow, i.e. a high angle of attack, may experience stall, where the lift suddenly decreases and control may be lost. Before reaching this point, the airflow is no longer stable, vortices are formed and the boundary layer is shed, among other phenomena. Throughout the course, problems where small angles of attack are assumed are studied and detailed, with the aim of ensuring the stability of the flow at all times. In this paper, airfoils with different angles of attack are investigated, looking for the moment when the flow becomes unstable, in order to know the working ranges that must be followed to avoid stall, serving as an introduction to this field of study. Solutions of a symmetrical and an asymmetrical profile are compared, as well as the results in two computer programs, MATLAB and ANSYS FLUENT, allowing to know for the first time this second software, widely used in the field of computational fluid dynamics.

Tratamos de encontrar una solución del problema electrohidrodinámico de los conos de Taylor coaxiales con tres dominios siendo la fase más interna un fluido gaseoso. Primero se resuelve la solución en equilibrio analíticamente y posteriormente se busca una solución real con emisión de microburbujas gaseosas., We aim to find a solution to the electrohydrodynamic problem of coaxial Taylor cones with three domains so that the inner phase is a gaseous fluid. Firstly, the static solution is analytically solved and afterwards a real solution with emission of a gas jet leading to a stream of microbubbles is searched.

La industria de la ingeniería aeroespacial es un mundo complejo y globalizado, donde las habilidades técnicas adquiridas en la etapa universitaria ya no son suficientes para garantizar el éxito en un campo tan competitivo. Este trabajo analiza la relevancia de las soft skills para un ingeniero aeroespacial, como la comunicación eficaz, empatía, trabajo en equipo o actitud positiva. Estas habilidades se han vuelto fundamentales para las empresas del sector aeroespacial y, además, pueden ser el factor diferenciador para no ser reemplazados por una inteligencia artificial en la era de la industria 4.0. Para ello, se busca conocer si hay conciencia de la importancia de las soft skills a través de encuestas, entrevistas y experiencias de alumnos de la asignatura de Cálculo de Aeronaves del último curso del Grado en Ingeniería Aeroespacial de la especialidad de Aeronaves que se imparte en la Universidad de Sevilla; docentes del Grado en Ingeniería Aeroespacial y Máster Universitario en Ingeniería Aeronáutica de la Universidad de Sevilla; y, por último, profesionales de empresas de ingeniería participantes en el Encuentro sobre Ingeniería y Empleo (ESIEM 2019 y 2023) de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Sevilla. Finalmente, se sacan conclusiones de los datos recogidos y, con ellas, se proponen estrategias para mejorar la formación en soft skills del futuro ingeniero aeroespacial de la Universidad de Sevilla. De esta manera, se busca beneficiar a los tres colectivos implicados, a través de la convergencia de intereses entre el alumno, el profesorado de la Universidad y las empresas del sector aeroespacial., The aerospace engineering industry is a complex and globalized world, where the technical skills acquired in college are no longer sufficient to ensure success in such a competitive field. This research project analyzes the relevance of soft skills such as effective communication, empathy, teamwork or positive attitude for aerospace engineers. These skills have become essential for companies in the aerospace sector. In addition, they may be the differentiating factor to avoid being replaced by artificial intelligence in the era of industry 4.0. For this reason, we seek to know if there is awareness of the importance of soft skills based on surveys, interviews and experiences of Aircraft Calculation students in the final year of the Degree in Aerospace Engineering (speciality Aircrafts) at University of Seville; teachers of the Degree in Aerospace Engineering and Master in Aeronautical Engineering of the University of Seville; and finally, professionals from engineering companies participating in the Meeting on Engineering and Employment (ESIEM 2019 & 2023) of the School of Engineering of Seville. Finally, conclusions are drawn from the data collected and, from them, strategies are proposed to improve the training in soft skills for future graduates in Aerospace Engineering from the University of Seville. In this way, the aim is to benefit the three groups involved through the convergence of interests between the student, University faculty and companies in the aerospace sector.