Diseño de Aragón
Mi investigación se centra en la creación de herramientas computacionales avanzadas que permitan el diseño de (meta)materiales y estructuras de forma automatizada, robusta y eficaz. En la búsqueda de esta visión, trabajo en la frontera entre la ingeniería y la informática, creando elementos finitos de vanguardia y tecnología de optimización que se implementa en el software de aplicabilidad general a los problemas de relevancia social e industrial. También enseño tecnología avanzada de elementos finitos en dos cursos de la Universidad Técnica de Delft para estudiantes de maestría y doctorado. Puede encontrar enlaces a mis conferencias en la sección de Enseñanza.
En algún momento del futuro, alguna forma de entidad inteligente artificial nos proporcionará el diseño automático de (meta)materiales y estructuras con tanta intervención humana como permitamos. Entonces podremos delegar totalmente la parte laboriosa del diseño automático en un ordenador y centrar toda nuestra atención en la parte exclusivamente humana. A esto lo llamo prototipado virtual autónomo, y mi investigación pretende conseguir precisamente eso.
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J. High Energ. Phys. 2022, 41 (2022). https://doi.org/10.1007/JHEP05(2022)041Descargar citaCompartir este artículoCualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:Obtener enlace compartibleLo sentimos, actualmente no está disponible un enlace compartible para este artículo.Copiar al portapapeles
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ResumenProponemos una formulación de elementos finitos enriquecidos para abordar el modelado computacional de problemas de contacto y el acoplamiento de discretizaciones no conformes en el entorno de pequeñas deformaciones. El campo de desplazamiento se incrementa con términos enriquecidos que se asocian con grados de libertad generalizados ubicados a lo largo de interfaces no conformes o superficies de contacto. La estrategia de enriquecimiento produce efectivamente una discretización enriquecida de nodo a nodo que puede usarse con cualquier criterio de aplicación de restricciones; esto se demuestra tanto con restricciones multipunto como con multiplicadores de Lagrange, este último en una implementación generalizada de Newton en la que los campos primario y multiplicador de Lagrange se actualizan simultáneamente. Demostramos que el enriquecimiento nodo a nodo garantiza la continuidad del campo de desplazamiento -sin bloqueo- en los problemas de acoplamiento de mallas, y que las tracciones se transfieren con precisión en las interfaces de contacto sin necesidad de estabilización. También mostramos que la formulación es estable con respecto al número de condición de la matriz de rigidez utilizando un simple precondicionador diagonal tipo Jacobi.
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El hueso, como la mayoría de los tejidos vivos, es capaz, durante toda su vida, de adaptar su microestructura interna y posteriormente sus propiedades mecánicas asociadas a su entorno mecánico y fisiológico específico en un proceso comúnmente conocido como remodelación ósea. Por tanto, el hueso se renueva continuamente y los microdaños acumulados por fatiga o fluencia se eliminan minimizando el riesgo de fractura. Sin embargo, el hueso no siempre es capaz de repararse por completo. De hecho, si la función de reparación del hueso es más lenta que la acumulación de microdaños, puede acabar produciéndose un tipo de fractura ósea, normalmente conocida como “fractura por estrés”. En este artículo, proponemos un modelo continuo de remodelación ósea capaz de simular el crecimiento y la reparación de los microdaños de forma acoplada y, por tanto, capaz de predecir la aparición de “fracturas por estrés”. El proceso biológico de remodelación ósea se modela en términos de ecuaciones que describen la actividad de las unidades multicelulares básicas. Los resultados predichos muestran una buena correspondencia con los datos experimentales y clínicos. Por ejemplo, en desuso, la porosidad del hueso aumenta hasta alcanzar una situación de equilibrio. En caso de sobrecarga, la porosidad ósea disminuye, a menos que la tasa de daño sea tan elevada que provoque una reabsorción o una “fractura por estrés”.
