Examinando por Materia "Anisotropía"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Characterizing optical scattering of stable Intralipid infused tissue phantoms using Imaging sensors
    (Universidad del Valle, 2023) Aguilera Cuenca, Isabella; Solarte, Efrain; Chapman, Glenn
    Optical Tomography is a method that performs imaging through tissue using light. Contrary to tipically used techniques, such as X-rays, light does not damage human tissue but it does face a highly significant barrier which is the fact that it is heavily scattered when passing through the tissue. For this reason, it is especially important to develop new and accesible techniques that are capable of separating heavily scattered light in order to graduallyreplace techniques that are as harmful to patients as X-rays. Through this research, we performed an optical characterization of long livid stable Intralipid infused tissue phantoms, which simulate optical properties of skin tissue, by measuring scattering properties of these phantoms in a set-up using lasers at five different wavelengths (408, 532, 632, 670 and 808 nm) and a DSLR camera as an imaging sensor. The images acquired by this sensor were processed in a MATLAB program that conducted data calculation using regression análisis and obtained Anisotropy Factors and Scattering Coefficients of each sample. From this, Reduced Scattering Coefficients for the samples were obtained and found to be similar to measured coefficients in real biological tissue. Furthermore, the results showed that the Henyey-Greenstein model and the method fit efficiently the propagation of light trough turbid media, especially when considering the 632 and 670 nm wavelengths within the lasers used. La tomografía óptica es una técnica de imagenología que permite visualizar través de los ́tejidos utilizando luz. Contrario a técnicas utilizadas habitualmente, como los rayos X, la ́ luz no es perjudicial para el tejido humano, pero s ́ı enfrenta una barrera muy importante como lo es el hecho de que se dispersa en gran medida al pasar a través de ́el. Por esta ́razón, es de crucial importancia desarrollar técnicas nuevas y accesibles que sean capaces ́ de separar la luz altamente dispersada para gradualmente sustituir procedimientos nocivos e invasivos para los pacientes. A través de esta investigación, se realizó una caracterización ́óptica de modelos estables de tejido infundidos en Intralipid y de tiempo de vida extenso, ́ los cuales simulan las propiedades ópticas del tejido de la piel, al medir las propiedades ́ de dispersión de estos con ayuda de un montaje que utilizo láseres de cinco longitudes de ́ onda diferentes (408, 532, 632, 670 y 808 nm) y una cámara DSLR como sensor de imagen. ́ Las imágenes adquiridas por este sensor fueron procesadas en un código de MATLAB que ́ realizo cálculos de datos mediante el análisis de la regresión con el método de estimación ́ de mínimos cuadrados y obtuvo factores de anisotropía y coeficientes de dispersión de ́ cada muestra. De esto, se calcularon los coeficientes de dispersión reducidos para cada ́ una de ellas y se encontró que estos valores son similares a coeficientes medidos en tejido ́ biológico real. Además, los resultados mostraron que el modelo de función de fase de ́ Henyey-Greenstein y la técnica de medición utilizada ajustan eficientemente el fenómeno ́ de la propagación de la luz en medios turbios, especialmente cuando se consideran las ́ longitudes de onda de 632 y 670 nm dentro del rango de láseres usados. ́
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    PublicaciónAcceso abierto
    Characterizing optical scattering of stable Intralipid infused tissue phantoms using Imaging sensors
    (Universidad del Valle, 2023) Aguilera Cuenca, Isabella; Solarte, Efrain
    Optical Tomography is a method that performs imaging through tissue using light. Contrary to tipically used techniques, such as X-rays, light does not damage human tissue but it does face a highly significant barrier which is the fact that it is heavily scattered when passing through the tissue. For this reason, it is especially important to develop new and accesible techniques that are capable of separating heavily scattered light in order to graduallyreplace techniques that are as harmful to patients as X-rays. Through this research, we performed an optical characterization of long livid stable Intralipid infused tissue phantoms, which simulate optical properties of skin tissue, by measuring scattering properties of these phantoms in a set-up using lasers at five different wavelengths (408, 532, 632, 670 and 808 nm) and a DSLR camera as an imaging sensor. The images acquired by this sensor were processed in a MATLAB program that conducted data calculation using regression análisis and obtained Anisotropy Factors and Scattering Coefficients of each sample. From this, Reduced Scattering Coefficients for the samples were obtained and found to be similar to measured coefficients in real biological tissue. Furthermore, the results showed that the Henyey-Greenstein model and the method fit efficiently the propagation of light trough turbid media, especially when considering the 632 and 670 nm wavelengths within the lasers used. La tomografía óptica es una técnica de imagenología que permite visualizar través de los ́tejidos utilizando luz. Contrario a técnicas utilizadas habitualmente, como los rayos X, la ́ luz no es perjudicial para el tejido humano, pero s ́ı enfrenta una barrera muy importante como lo es el hecho de que se dispersa en gran medida al pasar a través de ́el. Por esta ́razón, es de crucial importancia desarrollar técnicas nuevas y accesibles que sean capaces ́ de separar la luz altamente dispersada para gradualmente sustituir procedimientos nocivos e invasivos para los pacientes. A través de esta investigación, se realizó una caracterización ́óptica de modelos estables de tejido infundidos en Intralipid y de tiempo de vida extenso, ́ los cuales simulan las propiedades ópticas del tejido de la piel, al medir las propiedades ́ de dispersión de estos con ayuda de un montaje que utilizo láseres de cinco longitudes de ́ onda diferentes (408, 532, 632, 670 y 808 nm) y una cámara DSLR como sensor de imagen. ́ Las imágenes adquiridas por este sensor fueron procesadas en un código de MATLAB que ́ realizo cálculos de datos mediante el análisis de la regresión con el método de estimación ́ de mínimos cuadrados y obtuvo factores de anisotropía y coeficientes de dispersión de ́ cada muestra. De esto, se calcularon los coeficientes de dispersión reducidos para cada ́ una de ellas y se encontró que estos valores son similares a coeficientes medidos en tejido ́ biológico real. Además, los resultados mostraron que el modelo de función de fase de ́ Henyey-Greenstein y la técnica de medición utilizada ajustan eficientemente el fenómeno ́ de la propagación de la luz en medios turbios, especialmente cuando se consideran las ́ longitudes de onda de 632 y 670 nm dentro del rango de láseres usados. ́ DisponibilidadContenidoResumenNota(s)También Prestado ...Calificaciones y Comentarios
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    Estudio de las propiedades ópticas de estructuras fotónicas con inclusiones de grafeno y variación espacial gradual de sus materiales [recurso electrónico]
    (2019-09-19) Calvo Velasco, Danny Manuel; Porras Montenegro, Nelson (Director de Tesis o Trabajo de Grado)
    En este trabajo se presenta el estudio de las propiedades ópticas de tres diferentes sistemas ópticos, que comprenden estructuras con variación gradual de sus propiedades ópticas (sistemas tipo graded), sistemas con inclusión de capas de grafeno y cristales fotónicos 2D. En el Capítulo 1, se propone un sistema tipo graded, formado por capas de metal y aire, en el cual se considera una variación gradual del ancho de cada una de las bi-capas de metal-aire en la estructura, manteniendo constante la cantidad de material. Se muestra que la variación de los anchos de las bi-capas modifica las condiciones de resonancia asociadas a los sistemas periódicos, favoreciendo la reorganización del campo eléctrico al interior de la estructura, lo que origina la aparición de bandas de transmisión en frecuencias para las cuales los sistemas periódicos, con similar cantidad de material, presentan brechas fotónicas. Por otra parte, en el Capítulo 2 se propone un cristal fotónico 1D formado por capas de materiales dieléctrico, grafeno y un metamaterial con respuesta eléctrica negativa anisotrópica uniaxial, se encuentra que este tipo de cristal fotónico, modifica su respuesta óptica alrededor de la frecuencia del plasmón-polaritón del metamaterial con la variación del potencial químico del grafeno. Así mismo, en el Capítulo 3 se investiga la estructura de bandas fotónica de un cristal fotónico 2D formado por barras rectangulares de metal en aire, se encontro que este tipo de sistemas presenta bandas con poca dispersión, las cuales están asociadas a una alta localización de la radiación electromagnética en la superficie de las barras, junto con la reorganización de la estructura de bandas que depende de su geometría. Los diferentes métodos numéricos utilizados, así como la forma de aplicarlos en cada una de las estructuras estudiadas, son explicados y ampliados en cada uno de los capítulos.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluation of the Eulerian and Lagrangian approaches to model the dispersed phase in non-uniform turbulent particle-laden flows.
    (2011-10-13) Laín, Santiago
    El presente artículo considera flujos turbulentos no uniformes tipo chorro cargados con partículas. Estos flujos se encuentran frecuentemente en la industria y se caracterizan por altos valores de anisotropía de la velocidad fluctuante de las partículas, mucho mayor que la de la fase portadora. Dado que los enfoques euleriano y lagrangiano clásicos para la descripción de la fase dispersa son incapaces de estimar correctamente esa anisotropía, en este trabajo se introducen dos modelos eulerianos extendidos para la fase de las partículas; uno de ellos es algebraico (el modelo algebraico de esfuerzos, APS) y el otro es diferencial (el modelo de esfuerzos de Reynolds, PRS). El desempeño de ambos modelos y de un modelo lagrangiano clásico se evalúa con respecto a mediciones experimentales disponibles en la literatura. El modelo PRS proporciona resultados que concuerdan con los experimentos para todas las variables medidas, incluyendo la anisotropía de la velocidad fluctuante de las partículas. Las ecuaciones diferenciales que describen la fase dispersa se descomponen en sus términos básicos y se analizan separadamente. En el caso de partículas de gran inercia, se demuestra que el modelado de los términos de interacción es crucial ya que éstos gobiernan los equilibrios existentes en las ecuaciones eulerianas que describen la fase dispersa
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluation of the Eulerian and Lagrangian approaches to model the dispersed phase in non-uniform turbulent particle-laden flows.
    (2011-10-13) Laín, Santiago
    El presente artículo considera flujos turbulentos no uniformes tipo chorro cargados con partículas. Estos flujos se encuentran frecuentemente en la industria y se caracterizan por altos valores de anisotropía de la velocidad fluctuante de las partículas, mucho mayor que la de la fase portadora. Dado que los enfoques euleriano y lagrangiano clásicos para la descripción de la fase dispersa son incapaces de estimar correctamente esa anisotropía, en este trabajo se introducen dos modelos eulerianos extendidos para la fase de las partículas; uno de ellos es algebraico (el modelo algebraico de esfuerzos, APS) y el otro es diferencial (el modelo de esfuerzos de Reynolds, PRS). El desempeño de ambos modelos y de un modelo lagrangiano clásico se evalúa con respecto a mediciones experimentales disponibles en la literatura. El modelo PRS proporciona resultados que concuerdan con los experimentos para todas las variables medidas, incluyendo la anisotropía de la velocidad fluctuante de las partículas. Las ecuaciones diferenciales que describen la fase dispersa se descomponen en sus términos básicos y se analizan separadamente. En el caso de partículas de gran inercia, se demuestra que el modelado de los términos de interacción es crucial ya que éstos gobiernan los equilibrios existentes en las ecuaciones eulerianas que describen la fase dispersa
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    PublicaciónAcceso abierto
    Formación de estructuras en un universo anisótropo
    (Universidad del Valle, 2024) Valencia Zúñiga, Gabriela Alejandra; Valenzuela-Toledo, Cesar A.
    En este trabajo se investiga el crecimiento de las perturbaciones cosmológicas en un escenario cosmológico donde el universo gradualmente se anisotropiza en tiempos tardíos, debido a la presencia de un pequeño tensor de estrés anisótropo asociado con la energía oscura. Para describir esto, se emplea la métrica de Bianchi I, que representa un espacio-tiempo homogéneo pero anisótropo. Se derivan y resuelven las ecuaciones de movimiento para un fluido de materia oscura en órdenes lineales. Este estudio del crecimiento de las estructuras se realiza para tres diferentes ecuaciones de estado de la energía oscura: w = −0.95, w = −1 y w = −1.05, y una tasa de expansión anisótropa dependiente del tiempo.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Implementación del paquete xPand de mathematica en el desarrollo de una rutina de cálculo de perturbaciones lineales en espacio-tiempos de Bianchi I
    (Universidad del Valle, 2023) Esquea Potes, Efren Steven; Valenzuela Toledo, César Alonso; Orjuela Quintana, John Bayron
    En este trabajo se derivan las perturbaciones lineales de las ecuaciones de movimiento y de campo de Einstein en una métrica de fondo Bianchi I para el caso del campo escalar canónico. El cálculo se realiza a partir de las instrucciones proporcionadas por los paquetes xPand, xPert y xTensor de Wolfram Mathematica. Para ello se hace una breve revisión de conceptos geométricos asociados a hipersuperficies tipo espacio encajadas en una variedad lorentziana de 4 dimensiones con signatura (−, +, +, +) y su conexión con la teoría básica detrás de las perturbaciones cosmológicas en un espacio-tiempo anisotrópico Bianchi del tipo I. Luego se establece la relación entre los conceptos previos y las instrucciones proporcionadas por el software, a partir de lo cual se hace una implementación en código que permita encontrar las ecuaciones de las perturbaciones, detallando los aspectos más importantes del algoritmo utilizado. Finalmente se plantean algunas observaciones sobre los resultados obtenidos, el algoritmo y la metodología trabajada, además de proporcionar un apéndice con todo el código utilizado durante este proyecto.