Lo que he aprendido: hourglassing

No sé si os lo he contado alguna vez, pero mi investigación actual implica escribir código de elementos finitos. No, no son elementos muy delgaditos, sino finitos en contraposición a infinitos, es decir que su tamaño es limitado.

Otro día si eso me detengo un poco más en la explicación de los cacharros, que son movidas locas matemáticas, hoy lo que quería es hablar de un problema que se da a menudo en los cálculos de elementos finitos: el hourglassing. Es importante saber a qué se debe y cómo solucionarlo si queremos que nuestra simulación se parezca a la realidad.

Hourglassing: modos sin energía

El hourglassing (relojdearenización) consiste en que aparezcan modos de energía cero al utilizar integración reducida en un elemento. O, dicho en otras palabras, que el elemento sea más blando de la cuenta y se deforme sin que nadie lo toque. De esta manera, cuando calculemos los modos de nuestra estructura, nos aparecerán un montón de modos con un frecuencia cercana a cero. Dependiendo del orden del elemento, habrá más o menos modos de este tipo porque podrá deformarse de diferentes maneras.

Hay que tener cuidado aquí y no pensar que siempre que tenemos muchos modos de frecuencia cero hay hourglassing, ya que puede ser que hayamos metido la pata definiendo las condiciones de contorno, tengamos alguna pieza suelta y sean modos de sólido rígido perfectamente correctos.

Integrando en el elemento

Cuando digo integración reducida, me refiero a usar menos puntos de integración de Gauss de los que nos darían el resultado exacto. Por ejemplo, para un hexaedro lineal, necesitamos dos puntos de integración en cada dirección para obtener una matriz de rigidez exacta, a esto lo llamamos integración completa. Si decidimos usar solo un punto de integración en cada dirección, nuestro cálculo será menos exacto pero más rápido y corremos el riesgo de tener hourglassing. Ocurre lo mismo en el caso cuadrático, con tres puntos en cada dirección tendríamos integración completa y con dos integración reducida.

Podría pensarse que si la integración reducida da esos problemas es absurdo usarla, pero no es así, ya que nos evita un problema que padecen los elementos lineales: el shear locking. Esta otra palabra raruna hace referencia a la aparición de una fuerza cortante de mentira al intentar deformar a flexión un cuadrado o cubo lineal. Como es lineal, sus aristas no pueden curvarse, se comporta como un elemento mucho más rígido y nos da resultados absurdos. Aquí el bailoteo que permite la integración reducida juega a nuestro favor.

Visualizando el hourglassing

Aprovechando mi propio programita, os voy a enseñar la pinta que tienen los resultados de una simulación cuando ha habido hourglassing. En este ejemplo concreto es fácil de ver, ya que la superficie queda como arrugada. También se entiende mejor de dónde viene el nombre.

hourglass

Eso sí, cuidado, ya que no siempre es tan evidente. Lo infalible es calcular los modos: aparecerán los modos reales de la estructura y los espurios de energía cero que no tienen contrapartida física.

Conclusiones

Visto lo visto, os dejo con unos consejos para cuando simuléis, igualmente válidos para los que estéis escribiendo código desde cero y los que uséis software comercial:

  • Si salen modos con valores raros, después de verificar que las condiciones de contorno están bien, yo miraría qué tipo de integración estamos usando.

  • Si cambiando a integración completa los valores siguen sin tener sentido, yo comprobaría el orden del elemento. Si estamos usando elementos lineales con integración completa en un caso de flexión, son demasiado rígidos y van a dar valores de frecuencias naturales muy por encima de los correctos o deformaciones mucho más pequeñas (¡shear locking!). Una opción es pasarse a elementos cuadráticos, aumentando considerablemente el tiempo de cálculo, o considerar los elementos de modos incompatibles, que evitan el shear locking añadiendo restricciones adicionales.

  • Siempre verificaría que los problemas no se deben al tamaño de la malla, no cuesta (casi) nada reducir el mallado y nos quita muchos quebraderos de cabeza. Los elementos chiquiticos son más rígidos y menos propensos al hourglassing.

  • Si todo lo anterior falla, si estuviera en un programa comercial hurgaría en los controles del hourglass o metería amortiguamiento (si estoy en un caso que aplique). Solo como último recurso, todas las mierdas artificiales que le metamos a nuestra simulación tienen tendencia a explotarnos en la cara.

Espero que os resulte útil y poder algún día compartir el código para que juguéis.

Referencias

Why worry about hourglassing in explicit dynamics. Part 1

Why worry about hourglassing in explicit dynamics. Part 2

FEM: Rank deficiency and hourglassing

What is shear locking in FEA?

Mis propósitos para el 2019

El 2019 será un año de vuelta a la simplicidad: un año de consumir menos y conectar más. Como he dicho en otras ocasiones, creo que en un mundo tan rápido y superficial como este es lo más punk que podemos hacer. Por esto mismo, mis propósitos para el 2019 son una vuelta a las raíces:

  1. Publicar artículos de mayor calidad, aunque eso signifique publicar menos a menudo.
  2. Ir abandonando las herramientas privativas que todavía uso, por ejempo, migrando de Matlab a Julia poco a poco.
  3. Ser más consciente al consumir, reduciendo mi huella ecológica y apoyando proyectos que provoquen un cambio positivo en el mundo.
  4. Seguir viajando y participando en charlas y eventos.
  5. Reír, pintar, bailar.

¡Empezad bien el año!


Vi la imagen en el Fediverso sin ningún tipo de indicación de la fuente o la licencia, si alguien sabe a quién pertenece por fabor que me lo diga.

Compilación: los artículos del 2018

Como ya sabéis, a mí me corre el punk por las venas, paso de lo más leído y voy a resumir aquí lo acontecido en el blog en este 2018.

Empecemos por el tema académico, escribí dos artículos de los que me siento especialmente orgullosa, uno sobre unas reglas para que los que no sepamos programar creemos un mejor software científico y otro en el que puse a caldo el funcionamiento actual de la investigación y compartí algunas herramientas libres para demostrar que sí, que existen alternativas.

Este año LaTeX ha estado muy presente en el blog, ya que fabrico mi material de clase con Org y unos toques de LaTeX. He jugado un poquillo con TikZ creando estructuras molonas y gráficos de fuerzas para los apuntes; he aprendido a pintar ejemplos de código chulos; he descubierto que se pueden exportar las imágenes desde Inkscape con el texto en LaTeX y en mi afición a enamorar a todo el mundo del LaTeX, escribí una miniguía para configurar Texmaker

Por supuesto, Emacs sigue siendo mi editor principal y una de las primeras cosas que hice fue comentar mi entorno de trabajo. Además, descubrí el modo CDLaTeX que me hace escribir ecuaciones superrápido y magit que hace el control de versiones cosa de críos. También aprendí a cambiar la fuente y a que se pudiese usar el ratón en el modo org (¡blasfemia!). Hasta me puse a pintar diagramas de Gantt en Emacs! Así al menos no son tan detestables.

Una novedad de este año ha sido la aparición de Julia, harta de Matlab y sus licencias, me planteé migrar y hasta escribí sobre dos casos de uso: leer matrices MMF e integrar numéricamente con Gauss

Otro de los artículos que me ha creado inmensa satisfacción fue el que trata del movimiento Fuck off Google donde hablaba de un barrio de Berlín que se oponía a que Google abriese un campus allí. Los locos han vencido y Google ha cedido el edificio a un par de ONGs. No está todo el curro finiquitado pero esto demuestra que un barrio unido tiene mucho que decir ante un gigante.

Hablando de barrios que tienen mucho que decir, estuve con las Zorras Binarias en Errekaleor, el barrio okupado de Gasteiz, hablando de soberanía tecnológica y escribí sobre la experiencia. Por si a alguien le quedaba alguna duda de que yo fuera feminista.

Para acabar, hablemos de panes. Rendí homenaje a mis antepasados galegos con una empanada de masa madre, me dio por teñir todo de rosa e hice un pan y un brownie de remolacha (este último se lo di a probar a mis alumnos) y me negué a desperdiciar comida e hice pan con el bagazo de la fabricación de birra casera.

Hasta aquí el resumen del blog en este 2018, os dejo con una canción que representa el espíritu de esta casa muy bien. Amo el acento cockney.

El 2018

Se acaba otro año y, como siempre, voy a echar la vista atrás y mirar el camino recorrido. El 2018 ha sido un año intenso, marcado por mi vuelta a mi hábitat natural: el mundo académico. He investigado y me he estrenado como profesora, he encontrado un lugar en el que estoy a gusto y en el que la Ondiz actual encaja.

Por lo demás ha sido el año del Fediverso, he conocido a muchísimos de sus habitantes, tanto en digital como en carne y hueso. Todas ellas son personas maravillosas, os animo a que vengáis a las redes libres, redes que tienen como objetivo ayudar a conectar, no exprimir a sus usuarias.

En fin, recordemos cuáles eran mis propósitos para el año:

  1. Publicar el libro de LaTeX, ya sea en versión digital, física o ambas. Seguir desarrollando mis otros proyectos literarios.
  2. Aprender sobre diseño y tipografía, son el nexo entre varias de mis pasiones: la escritura, la pintura y la ingeniería.
  3. Aprender un poco de Lisp para entender lo que pongo en el archivo de configuración de Emacs.
  4. Acercarme más a la escena artística de mi ciudad, concretamente a la underground no a la del postureo.
  5. Ir a eventos y lugares interesantes de otras ciudades, empezando por Madrid y la Ingobernable.
  6. Invertir en algún proyecto alineado con mis ideas, ya sea con tiempo o con dinero.
  7. Elegir un instrumento musical y empezar por fin a aprender algo de música.

Veamos, pues, si mi vida ha estado alineada con mis intenciones. Lo primero es que no publiqué el curso de LaTeX pero he dado un curso en la universidad (que resultó ser lamentable, pero eso es otra historia) y he publicado las traspas para que cualquiera pueda usarlas. Espero poder publicarlo algún día, pero vistas mis circunstancias actuales no sé cuándo ocurrirá.

En el tema del diseño, me he acercado a él desde el punto de vista de la accesibilidad, pronto os hablaré de ello y de cómo un alumno con un problema con las letras me hizo replantearme cómo preparo mi material y lo que exijo en los exámenes. No sé si él habrá aprendido algo de mecánica, pero yo he aprendido algo de él.

Aunque he usado Emacs intensivamente ya que escribo las presentaciones de clase en org, no me ha hecho falta mucho Lisp últimamente así que me he centrado más en buscarle un sustituto a mi odiado Matlab del que dependo mucho más de lo que me gustaría. Creo que lo he encontrado en Julia, un novedosisímo lenguaje de programación que nos lo pone fácil a los que no sabemos programar.

¡En lo que he estado a tope ha sido en lo de visitar ciudades! Por fin estuve en la Ingobernable donde conocí a medio Fediverso, pero también visité Bristol, Granada e Italia. Incluso me acerqué a otras dos capitales vascas. Parte de estos viajes se debieron a eventos como nuestra charla de Zorras Binarias en Errekaleor, estas mujeres han sido el descubrimiento del año, mi curro está repleto de hombres y estar entre mujeres de vez en cuando se agradece, ¡espero que nos sigamos viendo a menudo, hermanas!

Siguiendo con el tema proyectos, este año también he sido mentora de Inspira y he conocido unas realidades muy duras, realidades que niñas de once años no deberían estar viviendo. Pero saldrán adelante y conseguirán ser lo que quieran, seguro. Aparte de con tiempo también he apoyado proyectos con panoja: he participado en el Goteo de Carro de combate. Espero apoyar el periodismo de calidad de alguna manera más en 2019. Algún asunto habrá en mi ciudad que pueda hacer, a ver si ahora que estoy un poco más al loro encuentro algo que me encaje.

En lo que respecta a mi propósito musical, ¡también lo he cumplido! Ahora tengo una mandolina y practico cuando puedo. Toco el cumpleaños feliz, el old McDonals y un par de canciones irlandesas. El objetivo para el 2019 es no ser tan rígida, que toco como si fuera Robocop.

Además de todo esto me he pasado por Colaboratorio una vez más para hablar del método científico, he visto por primera vez un membrillo (¡gracias, Javier!) y lo he convertido en dulce y he quitado los anuncios del blog.

Estoy muy satisfecha con mi año, tal vez no he hecho todo lo que pretendía pero se me han abierto nuevos caminos inesperados. ¿Qué sería de la vida si siempre hiciésemos lo planeado?

¡Por un 2019 tan bueno como el 2018!

Recursos libres para académicos

No os descubro nada nuevo, hermanos académicos, si os digo que negocio más lucrativo que hay ahora mismo es el de las publicaciones científicas. No se paga a nadie en todo el proceso y luego se cobra a precio de lágrima de unicornio el paper, cuyo contenido generalmente se ha producido con dinero público.

Aparte, como buen pilar de la civilización que es, la universidad no se ha renovado en los últimos quinientos años y sigue sin adoptar tecnologías libres, porque, como todo el mundo sabe, si algo fuera bueno, no lo pondría nadie gratis en la red.

En definitiva, que vengo a hablar de las herramientas libres que yo uso en mi día a día como investigadora. Aviso de que voy a usar libre en un sentido muy amplio hoy.

Herramientas libres

La primera herramienta que necesita una académica es un buscador, y que mejor que uno que permite limitar los resultados a los artículos abiertos, busca en la deep web, no recoge datos, tiene los servidores en Europa y exporta las referencias a BibTeX. Hablo de BASE, el buscador académico de la universidad de Bielefeld, el segundo buscador más grande detrás de Google Scholar y que tiene la misma efectividad encontrando artículos. Podemos además buscar en BASE directamente desde DuckDuckGo con el bang !base

BASE

Logo de base. CC0

Decía antes que iba a usar el adjetivo libre de manera amplia, porque aunque BASE está basado en Vufind que tiene licencia GPL2 y SOLR que lleva licencia Apache, no he sido capaz de encontrar ni su código ni su licencia1. En cualquier caso, prefiero usar un buscador de una universidad pública que el de una empresa famosa por su alegría y su bondad.

Ahora que ya tenemos las referencias que nos interesan, necesitamos el full text para no leerlo entero pero referenciarlo como si no hubiese un mañana. Para ello es especialmente útil Unpaywall, una extensión para el navegador con licencia MIT del que ya hablé en su momento y que indica en la página del paper si hay o no una versión abierta del mismo. También el propio gestor de referencias Jabref tiene la capacidad de buscar el texto completo en la red y descargarlo.

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El paper que yo escribí y que es pagando

Hay ocasiones en que no hay versión abierta que valga y nuestra institución no tiene acceso al artículo deseado, en esos casos debo deciros que no uséis Sci-Hub y tampoco miréis la página que dice dónde está Sci-Hub ahora, que solo con carácter informativo os diré que lleva licencia MIT.

Ahora que ya tenemos papers para no leer, podemos seguir tirando del hilo con herramientas del tipo de Open Knowledge Maps, cuya web tiene licencia Creative Commons CC-BY y cuyo código está en GitHub. Es un cacharro interesante para descubrir en qué campos se aplica la investigación de una o para descubrir papers similares a alguno que nos resulte especialmente útil.

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Un mapita de Open Knowledge Maps

Libros libres

Como investigadores que somos debemos educarnos y, a pesar de lo que piensan algunos, para eso necesitamos libros. Que suelen valer una pasta gansa, digamos que a euro la hoja aproximadamente. Menos mal que te tenemos recursos como DOAB, MDPI y OAPEN, este último centrado en el ámbito de las ciencias sociales, donde se recopilan libros open access. Yo de MDPI me he descargado un libro para utilizar modelos fraccionarios en ingeniería, tal vez llegue a leerlo algún día.

Métricas no libres

Un tema del que es difícil escapar es a mis adoradas métricas. Ya os he contado más veces que los académicos somos muy de ver quién la tiene más larga y de ser grupies de los gurús de nuestro campo de estudio. Que os pensáis que somos gente seria, pero no es cierto. Todo esto puede hacerse porque cada investigador, cada revista y cada artículo se evalúan y se sitúan en un ranking. Los que trabajamos en alguna institución tenemos acceso a esos numeritos valoradores que se llaman técnicamente Web of Science y Scopus a través del FECYT, que realiza la maravillosa tarea de trasvasar el dinero de los contribuyentes a las manos de Elsevier.

La cuestión es que no conozco ninguna base de datos libre, pero conozco un par gratis. Por un lado tenemos Scimago que usa la base de datos de Scopus y da el cuartil, el SJR, y las citas y demás cosas que nos gustan para presumir. Luego está el novedoso Dimensions, que te dice cuántas veces han tuiteado una referencia y a mí me hace mucha gracia, que es gratis a medias y que todavía no controlo.

Reflexión final

A mí a veces me da por pensar y me pregunto: ¿y si las convocatorias públicas dejaran de valorar las publicaciones según si aparecen o no en el JCR? ¿y si se dejase de usar Scopus? ¿y si hubiera una base de datos europea donde subir los artículos con licencia libre? ¿y si por fin despertásemos y nos adueñásemos de nuestra producción científica?

Pensad un poco en ello y me contáis cosas, os dejo como reto localizar la versión libre de algunos artículos que enlazo por ahí.

Referencias

List of Alternative Journal Ranking Sources

Dimensions: A competitor to Scopus and the Web of Science?

Movimiento open science: un nuevo plan para liberar a la ciencia europea

Citas, bases de datos y el factor de impacto (IF) [añadido el 17/01/2019]

Bonus

Han grabado hace poco el documental Paywall: the business of scholarship sobre el negocio de las publicaciones científicas. Yo aun no lo he visto, pero teniendo en cuenta que lleva licencia libre, las críticas que tiene y que está en Kino, puede ser interesante. Decidme si lo veis.


  1. ACTUALIZACIÓN: nos han dicho en Twitter que no es software libre, pero sigo pensando que es mejor que el Scholar. 

Zorras por el mundo: Errekaleor

Os hablé en mi resumen precumple de mis hermanas las Zorras Binarias, un grupo de mujeres que se dedica a hackear mentes al que pertenezco. Como somos estrellas del rock, nos hemos ido de gira mundial y nuestra primera parada ha sido Errekaleor, el barrio okupado de Gasteiz en el que dimos un taller de Soberanía tecnológica y autogestión.

Somos las hijas de las brujas que no pudisteis quemar, graffiti en el barrio ocupado Errekaleor

La charlilla la dimos entre Tantan, Revu, Kitty y yo mientras Desidia cubría el evento en las redes libres. Como pronto tendréis el audio tampoco os voy a dar la chapa supina sobre la movida, voy a compartir aquí mi parte: software y herramientas libres en la que di unas pocas opciones para salirse de la sombra del amo. No os pongo enlaces a todo para que hagáis un poco de esfuerzo, ¡a ser posible no me busquéis las cosas en Google!

¡Muchas gracias a Tantan por organizarlo todo y a mis zorras por venirse a Siberia-Gasteiz! Esperemos que en un futuro no muy lejano el correo del barrio deje de ser un Gmail 😀

Va mi parte.


Software libre

¿Qué es el software libre? Es todo programa informático cuyo código fuente puede ser estudiado, modificado, y utilizado libremente con cualquier fin y redistribuido con o sin cambios o mejoras, es decir, tiene las 4 libertades: libertad de usar, estudiar, distribuir y mejorar.

Sigue leyendo

En qué ando: ¡edición precumple!

No sé cuándo fue la última vez que os conté lo que ando haciendo, hago tantas cosas que me compensa más hacerlas que contarlas. Aprovecho que en nada me caen los treinta para hacer un resumen vital.

Lo más destacable de estos meses es que me ha dado por cultivar verduras en colaboración con mi progenitor y tengo ajos, cebollas, calabazas, tomates y un frambueso. ¡Un paso más cerca de la autarquía!

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En el tema currelo, estoy aprendiendo Julia porque estoy harta de las licencias de Matlab y doy un curso de LaTeX a los doctorandos de mi universidad, todo por un cúmulo de casualidades. El material del curso lo tenéis en GitHub y tiene un manatí del dominio público, aunque hay que compilar para verlo.

Luego, dentro del frikismo, estoy leyendo Gödel, Escher, Bach por recomendación popular y me está molando bastante. Para el 2040 que habré terminado de leerlo ya os cuento más. También grabé un podcast con uGeek, fue una experiencia curiosa eso de hablar en vez de escribir. Ahí podéis constatar que tengo el mismo estilo vacilón cuando escribo y cuando hablo.

Pero la noticia definitiva de estos meses es que desvirtualicé a Izaro y a las Zorras Binarias (¡como moláis chicas!) porque fui por fin a Madrid a conocer La Ingobernable. Estuve viendo la charla de Ciberfeminismo de Spectrumgirl y la grabación de Zorras y bits, todo fue fantástico. Y ahora, después de ponernos imagen las zorras estamos más a tope que nunca, pronto nos tendréis en otros eventos.

El centro social okupado La Ingobernable en Madrid

En fin, os voy dejando. Os enlazo aquí algunas cosas molonas que he estado leyendo, he tenido que hacer una selección porque en tanto tiempo sin escribir se me había ido totalmente de las manos:

Les dedico esta entrada a mis alumnos, que han descubierto el blog buscando mi dirección de correo (que solo está en todas las traspas de clase) y ahora me piden pan, porque, está claro, lo más sorprendente de este blog es que yo haga pan.


Suena: