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B. Engenharias - 1. Engenharia - 3. Engenharia Civil

UM PRÉ-PROCESSADOR PARA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL COM O MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS BASEADO EM UMA TRIANGULARIZAÇÃO DE DOMÍNIO

Rosane Barbosa Lopes Cavalcante 1
Eduardo Setton Sampaio da Silveira 1
(1. Universidade Federal de Alagoas / UFAL)
INTRODUÇÃO:

O Método dos Elementos Discretos tem sido cada vez mais utilizado na solução de problemas de Engenharia, em particular em problemas de impacto, cravação, fragmentação ou fraturamento. Neste método, o meio analisado é discretizado em partículas com propriedades mecânicas particulares e com geometrias definidas. No entanto, a geração das geometrias envolvidas no meio estudado dá-se a nível de elemento e ainda não se dispõe de ferramentas automáticas de geração. Neste contexto, este trabalho apresenta um pré-processador que permite a geração de modelos, utilizando o Método dos Elementos Discretos para simulações de materiais granulares geotécnicos.

METODOLOGIA:

O pré-processador foi desenvolvido para permitir ao usuário a definição de um modelo a partir de uma interface gráfica de fácil manipulação. Para a geração da malha inicial de elementos discretos é utilizada uma triangulação de domínio obtida empregando-se os clássicos algoritmos de geração de malhas de elementos finitos triangulares existentes na literatura científica e disponíveis nos diversos pré-processadores que utilizam o Método dos Elementos Finitos. Após a leitura da malha inicial, são oferecidos ao usuário três modos de geração de partículas. O primeiro modo gera a maior partícula circular inscrita em cada triangulo da malha e os outros dois modos são diferentes refinamentos do primeiro. Para facilitar a utilização desta interface, os demais dados de entrada requeridos para a definição do modelo foram agrupados em diálogos independentes para a sua captura. O sistema computacional foi implementado na linguagem de programação C++, utilizando o sistema de interface gráfica IUP/LED, o sistema gráfico OPENGL/VGL e a biblioteca VGL para manipulação do modelo.

RESULTADOS:

O programa gera eficazmente as partículas do Método dos Elementos Discretos. As características das partículas são facilmente modificadas, bastando selecioná-las e utilizar um menu popup específico para esta alteração. Os dados referentes a geometria, material, velocidade e restrição de movimento das partículas, e os demais dados necessários para a simulação, como o tempo total de simulação, o incremento de tempo e o número de etapas são armazenados em um arquivo que pode posteriormente ser lido e alterado para melhorar a simulação. Este arquivo é utilizado pelo sistema computacional Demoop que é responsável pela análise e visualização dos resultados da simulação.

CONCLUSÕES:

O pré-processador desenvolvido mostrou-se um grande facilitador da criação dos modelos a serem analisados. A metodologia utilizada permite a consideração de domínios quaisquer podendo, inclusive, considerar a distribuição espacial de diferentes materiais e a interface gráfica de fácil manipulação auxilia as definições e alterações das características das partículas do modelo, bem como permite a visualização destas alterações. Posteriormente, as partículas poderão ser de diferentes geometrias e serão representadas em 3 dimensões.

Instituição de fomento: SESU/PET/Engenharia Civil/UFAL
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: Método dos Elementos Discretos; Geração de Malha; Interface Gráfica.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006