Doctorado en Ingeniería: Área Ingeniería Electrónica
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Browsing Doctorado en Ingeniería: Área Ingeniería Electrónica by browse.metadata.advisor "Ramírez Silva, Ana Beatriz"
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Item Caracterización experimental de la turbulencia a grandes distancias horizontales y baja altura mediante la técnica de Telescopía de Fourier(Universidad Industrial de Santander, 2020) Tíjaro Rojas, Omar Javier; Torres Moreno, Yezid; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Rodríguez Ferreira, Julián Gustavo; Torres Amarís, Rafael Ángel; Plata Gómez, Arturo; Solarte Rodríguez, Efraín; Amaya Robayo, Dafne CeciliaEsta tesis presenta la técnica de Telescopía de Fourier probada experimentalmente a tres distancias diferentes de propagación horizontal y cerca del suelo para la caracterización de la turbulencia, la cual está apoyada en mediciones a partir de sensores de variables físicas adicionales donde se observan las condiciones ambientales. El diseño de este método se basa en la integración de montajes ópticos y electrónicos para poder llevar a cabo el registro y posterior análisis de las mediciones, en dónde el láser fue caracterizado con relación a los efectos más importantes que este produce y por el cual afecta las mediciones de la turbulencia. El hardware y software aquí utilizado se diseñó especialmente para que las mediciones en campo se pudieran adaptar fácilmente a la alimentación con baterías. Los cálculos registrados de las variables de medición de turbulencia fueron ejecutados a partir de Matlab ® y las simulaciones se ejecutaron a partir del apoyo recibido por la “Florida Atlantic University” (FAU) y el “Department of Computer & Electrical Engineering and Computer Science”, con los algoritmos brindados. Esta técnica sirve para la medición de estos parámetros, rescatando las características que se aprendieron en esta tesis para aplicaciones de seguridad en donde se necesite por ejemplo detección de objetos a larga distancia, pues el periodo espacial, de las franjas proyectadas a 134.8 metros de propagación, estuvo en el orden de los cientos de nanómetros, lo cual origina una fuerte motivación para continuar trabajando en este tema.Item Caracterización experimental de la turbulencia a grandes distancias horizontales y baja altura mediante la técnica de telescopía de Fourier(Universidad Industrial de Santander, 2020) Tíjaro Rojas, Omar Javier; Torres Moreno, Yezid; Ramírez Silva, Ana BeatrizEsta tesis presenta la técnica de Telescopía de Fourier probada experimentalmente a tres distancias diferentes de propagación horizontal y cerca del suelo para la caracterización de la turbulencia, la cual está apoyada en mediciones a partir de sensores de variables físicas adicionales donde se observan las condiciones ambientales. El diseño de este método se basa en la integración de montajes ópticos y electrónicos para poder llevar a cabo el registro y posterior análisis de las mediciones, en dónde el láser fue caracterizado con relación a los efectos más importantes que este produce y por el cual afecta las mediciones de la turbulencia. El hardware y software aquí utilizado se diseñó especialmente para que las mediciones en campo se pudieran adaptar fácilmente a la alimentación con baterías. Los cálculos registrados de las variables de medición de turbulencia fueron ejecutados a partir de Matlab ® y las simulaciones se ejecutaron a partir del apoyo recibido por la “Florida Atlantic University” (FAU) y el “Department of Computer & Electrical Engineering and Computer Science”, con los algoritmos brindados. Esta técnica sirve para la medición de estos parámetros, rescatando las características que se aprendieron en esta tesis para aplicaciones de seguridad en donde se necesite por ejemplo detección de objetos a larga distancia, pues el periodo espacial, de las franjas proyectadas a 134.8 metros de propagación, estuvo en el orden de los cientos de nanómetros, lo cual origina una fuerte motivación para continuar trabajando en este tema.Item Evaluación de métricas en dominios transformados usadas en las metaheurísticas para generar un punto de partida favorable a la inversión de onda completa 2d(Universidad Industrial de Santander, 2017) Serrano Luna, Jheyston Omar; Abreo Carrillo, Sergio Alberto; Ramírez Silva, Ana BeatrizLa industria del petr´oleo est´a interesada en la b´usqueda de mejores m´etodos para estimar los par´ametros del subsuelo a partir de los datos obtenidos durante una exploraci´on s´ısmica. Los par´ametros del subsuelo se utilizan para encontrar im´agenes de reflectividad de la tierra que indica la existencia de un yacimiento de petr´oleo o gas. Estos par´ametros del subsuelo deben estimarse correctamente de tal manera que la imagen resultante sea correcta. La t´ecnica de inversi´on de onda completa (FWI) es una herramienta que permite obtener una imagen de alta resoluci´on del subsuelo. Actualmente se est´a realizando un gran esfuerzo para industrializar esta t´ecnica, que tiene dos desventajas: su elevado costo computacional y su sensibilidad a la elecci´on del punto de partida. Algunas estrategias son usadas para establecer el punto de partida: m´etodos anal´ıticos, tomograf´ıas y m´etodos de optimizaci´on global. Los m´etodos de optimizaci´on global son t´ecnicas bioinspiradas que ofrecen muy buenos resultados cuando no es viable implementar el m´etodo ´optimo, son de f´acil implementaci´on y necesitan de alguna m´etrica para su avance en su b´usqueda sobre la funci´on objetivo. El objetivo principal de este trabajo de maestr´ıa es explorar distintos dominios transformados y generar una metodolog´ıa para la construcci´on de una m´etrica que junto con el m´etodo de optimizaci´on global genere un punto de partida favorable para la FWI. Con el fin de medir si el modelo obtenido por la metaheur´ısticas es favorable, nosotros estudiamos el cycle skipping (CS) en 3 dominios: tiempo, frecuencia y traza compleja.Item Inversión de onda completa 2D en el dominio del tiempo para datos de radar de penetración terrestre(Universidad Industrial de Santander, 2022-03-03) Serrano Luna, Jheyston Omar; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Abreo Carrillo, Sergio Alberto; Aguilera Bermúdez, Ernesto; Reyes Torres, Óscar Mauricio; Sanabria Gómez, José David; Agudelo Zambrano, William Mauricio; Lavoué, FrançoisEn esta tesis doctoral se presenta una metodología de inversión de onda completa para adquisiciones de offset-corto y un solo-canal. En este tipo de adquisiciones se tienen diferentes desafíos, pero sin lugar a duda la más importante de ellas es su falta de bajos números onda en el proceso de inversión. Las adquisiciones de offset-corto y un solo canal son más sensibles al punto de partida comparadas con adquisiciones multi-offset. Se utiliza este tipo de adquisición ya que permite portabilidad en zonas de difícil acceso así como una rápida recolección de datos permitiendo reducir los tiempos de procesamiento y costos. En esta tesis doctoral se ha propuesto una función de costo alternativa para compensar la diferencia de amplitud entre el dato recolectado y el dato modelado de forma automática. Tres restricciones son utilizadas en la función de costo, las cuales son: Gaussian , variación total y variación total modificada. Tanto los regularizadores como la función de costo alternativa han sido evaluadas en datos sintéticos y recolectados. Los regularizadores permiten converger a modelos más suaves que mantienen las principales estructuras y son más estables en escenarios ruidosos. Usando la regularización Gaussian se logra reducir el ruido incoherente en los datos cuando se aplica en la dirección de los scans. El software libre gprMax junto con la medición de campo y la técnica de optimización global permiten obtener los parámetros internos de la antena así como sus patrones de radiación. Finalmente, el patrón de radiación se tiene en cuenta en la propagación de un frente de onda bidimensional y se incluye en el proceso de inversión para datos sintéticos.Item Optimización del tiempo de ejecución del algoritmo RTM 3D sobre una plataforma GPU(Universidad Industrial de Santander, 2019) Salamanca Becerra, William Alexander; Vivas Mejía, Flor Alba; Ramírez Silva, Ana Beatriz; Fajardo Ariza, Carlos Augusto; Rodríguez Ferreira, Julián Gustavo; Pedraza Ferreira, Gabriel Rodrigo; Agudelo Zambrano, William Mauricio; da Cruz Pestana, ReynamLa exploración sísmica permite tomar decisiones importantes en la industria del petróleo gracias a la estimación de propiedades y a la información estructural del subsuelo obtenidas mediante procesamiento de datos sísmicos. La migración sísmica reversa en tiempo (RTM) es la técnica que mejores resultados ofrece en la generación de la imagen final; pero así mismo es una de las técnicas más costosas del procesamiento de datos. Durante el desarrollo de la tesis, se estudiaron aspectos de la implementación del algoritmo RTM como: la ecuación de onda, su solución numérica mediante GPU, la dependencia de datos en RTM, las estrategias de manejo de memoria y la estimación del tiempo de ejecución del algoritmo mediante modelos matemáticos. Éstos últimos fueron empleados para la medición del desempeño de la implementación y la medición de la aceleración después de cada optimización. Los principales aportes de la tesis en el área geofísica se concen-traron en el análisis de estrategias de manejo de memoria, principalmente la estrategia de fronteras aleatorias que reduce la cantidad de cómputo y memoria significativamente; mientras que en computación, el aporte fue el desarrollo e implementación de modelos de predicción de tiempos de ejecución para medir objetivamente el rendimiento de la implementación.Item Tuning up global optimization techniques to solve the reliability problem in nonlinear geophysical inversions(Universidad Industrial de Santander, 2018) Abreo Carrillo, Sergio Alberto; Reyes Torres, Óscar Mauricio; Ramírez Silva, Ana BeatrizLa inversión de datos geofísicos es un proceso que implica la solución de un problema no-lineal, que usualmente esta mal puesto y demanda un elevado costo computacional. Es por ello, que en el estado del arte se han desarrollado diferentes técnicas para tratar de resolver este problema. En este trabajo doctoral, se propone una metodología novedosa en la que el proceso de inversión de datos geofísicos se aborda desde el punto de vista de la optimización; usando una técnica de optimización global (optimización por enjambre de partículas, PSO por su nombre en ingles) en conjunto con una técnica de optimización local (inversión de onda completa, FWI por su nombre en ingles) para tratar de resolver el problema. Además, se propone el uso de la transformada de Hilbert en conjunto con la matriz Hessiana para identificar la calidad de los resultados. La metodología propuesta utiliza arquitecturas de cómputo en paralelo (unidades de procesamiento gráfico, GPU por su nombre en ingles) para reducir el costo computacional de las tres etapas formuladas. La validación de la metodología se hace a través del uso de cuatro modelos geológicos sintéticos de prueba, los cuales se pueden considerar como complejos debido a que contienen variaciones laterales y verticales de velocidad, zonas de falla e intrusiones de alta velocidad (IAV). Los modelos elegidos son: el Marmousi, Canadian foothills, Hess y BP. La metodología propuesta en esta tesis doctoral prueba que es posible usar PSO en conjunto con la FWI para obtener resultados muy buenos en modelos geológicos con IAV menores o iguales al 6% del area de interés presentando dificultades para IAV mayores al 20%. Además, la información ofrecida por la transformada de Hilbert permitió identificar cuando el proceso de inversión estaba avanzando correcta o incorrectamente.