VolcanoSimulation. Aplicación software de modelado y simulación de la actividad volcánica

Abstract

[ES]En este proyecto se ha creado una herramienta de experimentación y simulación para el fenómeno causado por las erupciones volcánicas plinianas, denominado nucleación de burbujas, a partir de un modelo matemático validado e implementado en Matlab por los autores del artículo que se ha utilizado como referencia. Por tanto, se han realizado dos tareas principales. Por un lado, la investigación de un modelo matemático adecuado y el análisis de su implementación y simulación mediante Matlab, y por otro lado, el diseño y desarrollo de la aplicación de escritorio que proporcione una interfaz gráfica de usuario que le facilite el proceso de simulación y la obtención y análisis de los resultados, creando con ello un entorno específico adaptado de experimentación para realizar las pruebas convenientes sin necesidad de tener conocimiento de programación en Matlab. Para su desarrollo se ha realizado la planificación mediante metodologías ágiles y en la memoria se explica con detalle la evolución del proyecto durante todas las etapas. Las principales herramientas utilizadas han sido el lenguaje para la realización de los cálculos numéricos Matlab y el marco de interfaz de usuario para crear la aplicación de escritorio WPF .NET Framework. En la versión final de la aplicación de escritorio implementada, algunas de las funcionalidades disponibles son:

● Creación de varios escenarios o casos de estudio ● Ejecución de la simulación de varios escenarios de una sola vez o un único escenario ● Visualización de los valores de las variables y parámetros que se han identificado como útiles para el usuario

● Visualización de resultados gráficos de manera estática y dinámica, así como figuras de Matlab y gráficos comparativos para los escenarios simulados.

● Las tareas de exportar, eliminar e importar un escenario.

● Visualización de una tabla comparativa para los valores numéricos de los distintos escenarios activos. Como conclusión, mencionar que la aplicación creada tiene cumpliría el objetivo de proporcionar una manera fácil y cómoda que facilite la tarea de la simulación para el usuario de manera que puede ser útil en el ámbito educativo y científico. Como líneas futuras se plantea principalmente la posibilidad de añadir resultados con animación y la posibilidad de agregar nuevos modelos matemáticos para proporcionar más variedad al usuario.

[EN]In this project I have created an application tool for simulating the phenomenon caused by plinian volcanic eruptions known as bubble nucleation. It has been created based on a validated mathematical model implemented by the authors of the article used as reference in this project. Therefore, two principal tasks have been realized. On one hand, the investigation of an adequate mathematical model. On the other hand, the implementation of an application that provides a graphical user interface created with the intent of helping simplify the simulation process for the final user. This interface provides a convenient option to do testing without the need of having any knowledge of programming with Matlab, knowledge that the expected users of this application do not necessarily have. For the development, the planification has been made using agile methodologies and the evolution of the project during all epochs will be explained in detail later on. The main tools used are the programming language for numerical calculations, Matlab, and the framework for the creation of the user interface for the desktop application, WPF .NET Framework. In the final version of the implemented desktop application some of the functionalities are: ● Creation of several scenarios or case studies. ● Execution of the simulation of several scenarios at once or just one by itself. ● Visualization of the variable values and parameters that have been identified as useful for the final user. ● The task for exporting, deleting and importing a scenario. ● Visualization of a comparative table for the numerical values of the different active scenarios. As a conclusion, it is worth mentioning that the created application meets the objective of giving an easy and comfortable way for easing the simulation task for the user. This way, this application could be useful in the scientific and educational field. As a future work, it would be useful to implement animated results and the possibility of adding new mathematical models for variety for the final user.