Estrategias de simulación y modelado
Simulación y modelado de procesos
En esta sección presentamos documentos relacionados con diversas estrategias usadas para el modelado y la simulación de procesos — secuencial, basada en ecuaciones, simultánea...—, incluyendo aplicaciones y algunos estudios de caso..
Equation-based modeling of variable-structure systems
Modelado basado en ecuaciones de sistemas de estructura variable
Los lenguajes basados en ecuaciones se han convertido en una herramienta predominante para el modelado y la simulación de sistemas físicos. Su estilo declarativo permite el diseńo de modelos autocontenidos que son liberados a partir de aspectos computacionales específicos del sistema. Los sistemas de estructura variable forman un término colectivo para modelos donde las ecuaciones cambian durante el tiempo de simulación. Esta clase de modelos no se soporta generalmente en marcos de modelado y simulación. Los lenguajes actuales carecen de la expresividad requerida y las nuevas limitaciones son impuestas por aspectos técnicos del marco de simulación correspondiente.
En esta investigación se explora el modelado de sistemas de estructura variable para lenguajes basados en ecuaciones en cualquier caso. Para ello, se diseńó un nuevo lenguaje de modelado basado en la aplicación Modelica. Por medio de la generalización de los constructos del lenguaje prevalente, el nuevo es más simple y expresivo a la vez. De esta manera, se pueden describir casi todos los cambios estructurales arbitrarios en el conjunto de ecuaciones.
Un ambiente de simulación correspondiente soporta el nuevo lenguaje e incorpora métodos nuevos y dinámicos para la reducción del índice de sistemas de ecuaciones algebraicas diferenciales. Modelos de cuatro sistemas de distintos dominios ejemplifican el uso del lenguaje y demuestran el carácter robusto de la metodología de modelado propuesta.
Esta tesis doctoral fue preparada por Dirk Zimmer para obtener su título en el Swiss Federal Institute of Technology ETH (Zürich, Suiza, 2010). Se encuentra alojada en ETH E-Collection, repositorio de libre acceso que almacena, preserva y difunde la producción intelectual y científica de esta institución suiza.
Análisis estructural de procesos químicos (I) : descomposición de sistemas complejos
Structural analysis of chemical processes (I) : decomposition of complex systems
La mayoría de los procesos químicos están constituidos por un número significativo de equipos interconectados por corrientes de materia y energía, algunas de las cuales forman derivaciones y recirculaciones. Por ello, tales procesos comúnmente tienen estructuras complejas que dificultan su análisis. Para facilitar su estudio, se recomienda dividirlos en varios subprocesos independientes de menor complejidad, cuyas soluciones se obtienen, en una secuencia ordenada de cálculos, de forma más simple y rápida que la solución del proceso original.
En este artículo se presenta un algoritmo basado en la técnica de búsqueda prioritaria en gráficos dirigidos para descomponer, de forma eficiente, procesos químicos complejos en el máximo número de subsistemas independientes. El algoritmo se considera simple y su aplicación se ilustra con un ejemplo.
Este documento fue preparado por F. Nápoles Rivera, J.M. Ponce Ortega y M. Serna González (Facultad de Ingeniería Química, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, Morelia, Michoacán, México) para la revista Ingeniería Química (No 478, 2010, 162-170), editada por Ingenieriaquimica.es (Bilbao, España), portal dirigido al sector industria química en España que ofrece las últimas noticias y novedades del sector, información de interés y una plataforma de colaboración para profesionales a través de foros, blogs y anuncios clasificados.
