Predicción de variables en estaciones meteorológicas para hallar el flujo del aire en la Universidad Industrial de Santander

Este proyecto de investigación tiene como objetivo determinar los perfiles de velocidad y dirección del viento en la Universidad Industrial De Santander, para lograrlo, se analizaron las variables de velocidad de viento, temperatura y dirección del viento registradas por las estaciones meteorológica...

Full description

Autores:
Carrillo Pico, Ingrid Tatiana
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad Industrial de Santander
Repositorio:
Repositorio UIS
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/14881
Acceso en línea:
https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14881
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Palabra clave:
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description Este proyecto de investigación tiene como objetivo determinar los perfiles de velocidad y dirección del viento en la Universidad Industrial De Santander, para lograrlo, se analizaron las variables de velocidad de viento, temperatura y dirección del viento registradas por las estaciones meteorológicas de la EIM Y E3T durante los periodos 2016,2017 y 2018. Se emplearon diversas técnicas, como de Box-Jenkis (ARIMA), SARIMA, redes neuronales backpropagation y el método de Rugosidad, con apoyo de softwares como R Studio, Simbrain y Matlab. 1Se identificó que las series de tiempo presentaban patrones de estacionalidad cada 24 rezagos, por lo tanto, se empleó el modelo Sarima, los modelos de predicción se evaluaron utilizando el coeficiente de determinación 2 presentando el mejor ajuste de predicción para la variable de la temperatura, sin embargo, en cuanto a la velocidad del viento, se observaron discrepancias en los pronósticos respecto a los datos reales, lo que indica que ningún modelo logró capturar de manera precisa las variaciones de la velocidad del viento y para la dirección del viento se determinó que no se puede predecirse debido a su comportamiento aleatorio. Como resultado, se determinaron los perfiles de velocidad del viento en la zona de estudio los cuales oscilaron entre 1 m/s y 1,6 m/s.
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Se emplearon diversas técnicas, como de Box-Jenkis (ARIMA), SARIMA, redes neuronales backpropagation y el método de Rugosidad, con apoyo de softwares como R Studio, Simbrain y Matlab. 1Se identificó que las series de tiempo presentaban patrones de estacionalidad cada 24 rezagos, por lo tanto, se empleó el modelo Sarima, los modelos de predicción se evaluaron utilizando el coeficiente de determinación 2 presentando el mejor ajuste de predicción para la variable de la temperatura, sin embargo, en cuanto a la velocidad del viento, se observaron discrepancias en los pronósticos respecto a los datos reales, lo que indica que ningún modelo logró capturar de manera precisa las variaciones de la velocidad del viento y para la dirección del viento se determinó que no se puede predecirse debido a su comportamiento aleatorio. Como resultado, se determinaron los perfiles de velocidad del viento en la zona de estudio los cuales oscilaron entre 1 m/s y 1,6 m/s.PregradoIngeniero MecánicoThis research project aims to determine the wind speed and direction profiles at the Industrial University of Santander. To achieve this, the variables of wind speed, temperature, and wind direction recorded by the meteorological stations EIM and E3T during the periods of 2016, 2017, and 2018 were analyzed. Various techniques were employed, such as Box-Jenkins (ARIMA), SARIMA, backpropagation neural networks, and the Roughness method, with the support of software tools like R Studio, Simbrain, and Matlab. It was identified that the time series exhibited seasonal patterns every 24 lags, therefore the Sarima model was employed. The prediction models were evaluated using the coefficient of determination R^2, which presented the best fit for temperature prediction. However, discrepancies were observed in wind speed forecasts compared to the actual data, indicating that no model was able to accurately capture the variations in wind speed. Regarding wind direction, it was determined that it cannot be predicted due to its random behavior. As a result, wind speed profiles in the study area were determined to range between 1 m/s and 1.6 m/s.2application/pdfspaUniversidad Industrial de SantanderFacultad de Ingeníerias FisicomecánicasIngeniería MecánicaEscuela de Ingeniería MecánicaPrediccionEstación meteorológicaVelocidadTemperaturaDirecciónPredictionweather stationspeedtemperaturedirectionPredicción de variables en estaciones meteorológicas para hallar el flujo del aire en la Universidad Industrial de SantanderForecasting of local and seasonal wind conditions using the arima model at the Industrial University of SantanderTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradohttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bccehttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fORIGINALDocumento.pdfDocumento.pdfapplication/pdf1938140https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/1adfc348-944e-4157-b03b-8d74fd31fed4/downloadea7265038d8c8695c606a0019fcad50aMD51Carta Autorización .pdfCarta Autorización .pdfapplication/pdf140409https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/def86845-1b06-4c20-8177-f69b7a3420ab/download5926add609ee6583a29ce4753cdfbdfcMD52Nota de proyecto.pdfNota de proyecto.pdfapplication/pdf211874https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/f78d7a81-a4e5-4a5c-a7c9-ce82354a8bef/downloade30956c8d01353e0615b3906648042a7MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82237https://noesis.uis.edu.co/bitstreams/52a92dda-1b15-4301-aca8-0e1a390708d6/downloadd6298274a8378d319ac744759540b71bMD5420.500.14071/14881oai:noesis.uis.edu.co:20.500.14071/148812023-08-16 09:22:11.923http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessopen.accesshttps://noesis.uis.edu.coDSpace at UISnoesis@uis.edu.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