[pt] O Método dos Elementos Discretos (DEM) com base em esferas pode fornecer aproximações para diversos fenômenos físicos complexos, tanto em escala micro quanto macro. Normalmente uma simulação DEM começa com um arranjo de partículas esféricas no interior de um determinado recipiente. Para domínios gerais a criação deste pacote de esferas pode ser complexo e demorado, especialmente se ele deve respeitar requisitos de precisão e de estabilidade da simulação. O objetivo deste trabalho é estender uma solução de empacotamento de discos 2D para gerar conjuntos aleatórios compostos por partículas esféricas não sobrepostas. O algoritmo construtivo proposto utiliza a técnica de frente de avanço, onde as esferas são inseridas uma a uma no pacote, de acordo com uma estratégia gulosa baseada nas partículas previamente inseridas. A técnica de frente de avanço requer a existência de um conjunto inicial de esferas que definem a fronteira do recipiente. Outra extensão importante proposta aqui é uma generalização do algoritmo para lidar com objetos arbitrários definidos por uma malha triangular qualquer. Este trabalho apresenta também alguns resultados que permitem algumas conclusões e sugestões de trabalhos futuros. / [en] The Discrete Element Method (DEM) based on spheres can provide acceptable approximations to many complex physical phenomena both in micro and macro scale. Normally a DEM simulation starts with an arrangement of spherical particles pack inside a given container. For general domains the creation of the sphere pack may be complex and time consuming, especially if the pack must comply with accuracy and stability requirements of the simulation. The objective of this work is to extend a 2D disk packing solution to generate random assemblies composed by non-overlapping spherical particles. The constructive algorithm, presented here, uses the advancing front strategy where spheres are inserted one-by-one in the pack, according to a greed strategy based on the previously inserted particles. Advance front strategy requires the existence of an initial set of spheres that defines the boundary of the pack region. Another important extension presented here is the generalization of algorithm to deal with arbitrary objects defined by a triangular boundary mesh. This work presents also some results that allow for some conclusions and suggestions of further work.

[pt] O objetivo deste trabalho é apresentar uma nova estratégia para o problema de empacotamento de discos sem sobreposição para gerar arranjos aleatórios densos. O algoritmo geométrico adota uma abordagem frente de avanço que, com o apoio de uma malha poligonal, utiliza novas heurísticas para determinar as próximas posições para as próximas partículas. Além disso, propomos esquemas de realocação para melhorar o empacotamento no interior do arranjo e perto das bordas dos objetos arbitrários que contêm as partículas. Os resultados provam que nosso algoritmo pode superar trabalhos anteriores, não apenas com a função de distribuição de raios de partículas desejada, mas também aumentando a densidade de empacotamento e o número médio de contatos. / [en] This work aims to present a new strategy for the non-overlapping disk packing problem to generate dense random assemblies. The geometric algorithm adopts an advancing front approach that uses new heuristics to determine the next positions for the incoming particles with the support of a polygonal mesh. Furthermore, we propose relocation schemes to improve the packing at the pack s interior and near the container borders. Experiments prove that our algorithm outperforms previous results, w.r.t the desired particle radii distribution function and increases the packing density and mean number of particle contacts.