Programas gratuitos de Elementos Finitos que son de aplicación en la industria Naval

sábado, 7 de febrero de 2015

Programas gratuitos de Elementos Finitos que son de aplicación en la industria Naval

En esta ocasión vamos a mostraros los programas de análisis CAE basados en el método de elementos finitos, también conocido por las siglas FEM (finite element method). La Ingeniería asistida por computadora (CAE, del inglés Computer Aided Engineering) es la disciplina que se encarga del conjunto de programas informáticos que permiten analizar y simular los diseños de ingeniería realizados con el ordenador, para valorar sus características, propiedades, viabilidad, y rentabilidad.

La utilidad de las herramientas modernas de modelado y simulación por el método de elementos finitos son actualmente indiscutibles, permitiendo ensayar de manera virtual diferentes modelos o diseños antes de acometer la fabricación del prototipo industrial, proporcionando con esta metodología de trabajo, enormes ventajas y beneficios por ahorro de costes de fabricación de prototipos y acortamiento de los tiempos en el desarrollo del producto, dando lugar como consecuencia que la compañía sea más competitiva en la creación y desarrollo de nuevos productos.

OpenFOAM

- Tipo de FEM: CFD

- Tipo de Licencia: GNU General Public License
- Desarrollador: The OpenFOAM Team
- Sistema operativo: Unix/Linux

- Descarga: OpenFOAM

El software OpenFOAM (Open Field Operation and Manipulation) es el programa CFD (Computational Fluid Dynamics) de uso libre más importante de la actualidad. Tiene un gran número de usuarios en la mayoría de áreas de la ingeniería y de la ciencia, tanto en organizaciones comerciales como académicas.

El OpenFOAM incluye una extensa librería con más de 80 solvers y 170 tutoriales con los que se puede resolver prácticamente cualquier problema, entre ellos los siguientes:

- Problemas básicos de mecánica de fluidos computacional.
- Flujo comprensible.
- Reacciones químicas.
- Combustión.
- Turbulencia.
- Transferencia de calor.
- Motores y turbomáquinas.
- Dinámica de sólidos.
- Flujo supersónico.
- Electromagnetismo.
- Flujos multifásicos.
- Otros...

Code_Aster

- Tipo de FEM: Linear & non-linear static/dynamic, thermal & fluid analysis

- Tipo de Licencia: GPL
- Desarrollador: Electricité de France (EDF)
- Sistema operativo: Linux, Solaris and IRIX 64 bits

- Descarga: Code_Aster

Code_Aster es un software para el análisis de elementos finitos y simulación numérica en mecánica estructural y multifísica.

Fue desarrollado por la empresa francesa Électricité de France (EDF), para el estudio y mantenimiento de plantas y redes eléctricas. Fue liberado bajo la GNU General Public License en octubre de 2001. La mayoría de la documentación disponible se encuentra en francés.

Code_Aster es el solver o motor de procesamiento, por lo que no incluye el preprocesamiento y posprocesamiento, es decir el mallado del objeto y presentación de las soluciónes del estudio.

Su aplicación abarca múltiples disciplinas: análisis tridimensinal mecánico y térmico principalmente, hidrodinámica, metalurgia, hidratación, secado... ya sean condiciones estacionarias o transitorias, y tanto en procesos lineales como no lineales. Además, posee herramientas específicas para fatiga, deformación, fractura, contacto, geotecnia, materiales porosos, etc. Además, la combinación de estas características con los programas específicos de preprocesado y posprocesado, como por ejemplo el SALOME-MECA, le permiten disponer de una funcionalidad completa para el desarrollo de estudios multidisciplinares.

CALCULIX

- Tipo de FEM: Finite element analysis

- Tipo de Licencia: GPL (free software)
- Desarrollador: Guido Dhondt & Klaus Wittig
- Sistema operativo: Linux, Iris, Windows.

- Descarga: http://www.calculix.de/

El programa Calculix fue diseñado para solucionar problemas lineales y no-lineales estáticos, dinámicos y térmicos. Usa solamente elementos 3D (tetraedros y hexaedros)

Fue un proyecto realizado por trabajadores de MTU Aero Engines in Munich, Alemania

Consta de dos módulos independientes pero totalmente compatibles. Uno es el módulo de cálculo basado en ABAQUS, y el otro modulo de pre y post proceso compatible con diferentes formatos: nastran, abaqus, ansys, code-aster, dolfyn, duns, ISAAC y OpenFOAM.

ELMER

- Tipo de FEM: Multiphysical simulation software.

- Tipo de Licencia: GNU General Public License
- Desarrollador: Finnish Ministry of Education's CSC
- Sistema operativo: Linux, Windows, GPL, Mac OS X

- Descarga: https://www.csc.fi/web/elmer

El programa Elmer fue desarrollado por el Ministerio de Eduacación de Finlandia. Permite Resolver los siguientes modelos físicos: fluidos dinámicos, estructuras mecánicas, electromagnetismos, térmicos y acústicos.

Está compuesto por los siguientes módulos principales;

ElmerGUI, donde generamos la malla, aplicamos las características del material y aplicamos las condiciones de contorno.
ElmerSolver, introduciremos un archivo en cual hemos definido con anterioridad : tipo de simulación, definición de constantes, material, fuerzas, ecuaciones, métodos de resolución,condiciones de contorno y valores iniciales.
ElmerPost, procesado de los resultados. Usa diferentes formatos de salida: GID, Gmsh, VTK legacy, Open DX , Open DX .
EmerGrid, posibilita la opción de que partiendo de la misma geometría se puedan obtener diferentes mallas con diferentes tipos de elementos para poder así resolver problemas físicos diferentes.

SALOME-MECA

- Tipo de FEM: CAD, Pre-Processing and Post-Processing for numerical simulation

- Tipo de Licencia: GNU LGPL license
- Desarrollador: Electricité de France (EDF)
- Sistema operativo: Unix, GNU/Linux

- Descarga: http://www.salome-platform.org/downloads/

Salome-Meca es un software que permite la realización del preproceso y postproceso de cálculos numéricos. Al ser una aplicación libre se pueden implementar en ella diferentes módulos. Su gran flexibilidad permite utilizar diferentes tipos de archivos como: IGES, STEP, BREP, MED, UNV, DAT, STL. Integrándose totalmente en un sistema de diseño CAD.

En su versión más básica, el Salome-Meca esta integrado por los siguientes módulos:
- Módulo Geométrico

- Módulo de Mallado

- Módulo Post-Proceso

La mayor parte de los usuarios utilizan el Salome Meca como herramienta de mallado y visualizador de resultados de los cálculos numéricos realizados con programas de código abierto como pueden ser OpenFOAM, Code_ASTER, CAELINUX, etc.

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