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
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
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
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
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
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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