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[en] AN INTEGRATED SYSTEM FOR NUMERICAL SIMULATIONS IN COMPUTATIONAL MECHANICS / [es] UN SISTEMA INTEGRADO PARA SIMULACIONES EN MECÁNICA COMPUTACIONAL / [pt] UM SISTEMA INTEGRADO CONFIGURÁVEL PARA SIMULAÇÕES EM MECÂNICA COMPUTACIONALWILLIAM WAGNER MATOS LIRA 11 April 2001 (has links)
[pt] Este trabalho dá continuidade ao desenvolvimento de uma
metodologia para extensão e configuração de aplicações
gráficas interativas utilizadas em simulações baseadas no
método dos elementos finitos (MEF). Novos atributos
requisitados pelos módulos de análise podem ser
facilmente
incluídos nos pré- e pós-processadores. Os atributos são
definidos, através de uma linguagem de extensão
interpretada relativamente simples, em um arquivo de
configuração. A configuração e extensão é feita a partir
da
criação de classes e métodos, no contexto da programação
orientada a objetos, de atributos da simulação. Esta
metodologia foi implementada no desenvolvimento de um
sistema integrado para simulações numéricas de problemas
bidimensionais em geotecnia pelo MEF.
A tese apresenta, inicialmente, uma discussão sobre a
evolução dos sistemas utilizados para simulações
numéricas
na mecânica computacional, desenvolvidos no Departamento
de
Engenharia Civil da PUC-Rio, indicando os problemas
existentes. A seguir, é apresentada uma extensão da
arquitetura do módulo utilizado para o gerenciamento e
extensão configurável dos atributos (ESAM), que,
originalmente, considerava uma abordagem onde atributos
só
podiam ser aplicados a entidades geométricas. A nova
arquitetura permite que atributos também possam ser
aplicados diretamente em nós e elementos de uma malha de
elementos finitos.
O sistema implementado através da integração dos módulos
utilizados para pré-processamento, análise numérica e pós-
processamento com o módulo de gerenciamento de atributos
resultou em um sistema bastante flexível, podendo ser
estendido por um usuário configurador para diversos
outros
tipos de simulação.
As fases envolvidas em um processo de simulação na
mecânica
computacional (definição da geometria, especificação dos
atributos, geração da malha de elementos finitos, análise
numérica e visualização dos resultados) são ilustradas em
um exemplo de aplicação do sistema proposto. / [en] This work continues the development of a methodology for
extension and
configuration of interactive graphics applications utilized
on a finite element
simulations. New attributes necessary for the analysis
modules can be easily included in
pre- and post-processor modules. The attributes are
defined, through a relatively
simple interpreted extension language, in a configuration
file. The extension and
configuration is performed through the creation of classes
and methods, in the context
of object oriented programming, of simulation attributes.
This methodology was
implemented in development of an integrated system for two-
dimensional numerical
simulation of geotechnical problems by the finite element
method.
The dissertation presents, initially, a discussion on the
evolution of the systems used
for numerical simulations in computational mechanics,
developed in Department of
Civil Engineering of PUC-Rio, pointing the existing
problems. In the sequence, it is
presented an extension of architecture of module that
manager extension the simulation
attributes (ESAM), that, originally, considerated only an
approach where attributes
could be applied in geometrical entities. The new
architecture permits that attributes
may also be applied directly to nodes and elements of a
finite element mesh.
The system implemented through the integration of the pre-
processing, numerical
analysis and post-processing modules, with the attribute
management module resulted
in a very flexible system, that can be extended for several
other types of simulations.
The phases involved in a simulations of a computational
mechanics process (geometry
defined, attributes specification, automatic mesh
generation, numerical analysis and
visualization of results) are illustrated in an application
example of the proposed
system. / [es] Este trabajo da continuidad al desarrollo de una
metodología para extensión y configuración de aplicaciones
gráficas interactivas utilizadas en simulaciones que tiene
como base el método de los elementos finitos (MEF). Los
nuevos atributos que requieran los módulos de análisis
pueden ser facilmente incluidos en los pre y pos
procesadores. Los atributos son definidos, a través de un
lenguaje de extensión interpretada relativamente simple, en
un archivo de configuración. La configuración y extensión
se realiza a partir de la creación de clases y métodos, en
el contexto de la programación orientada a objetos, de
atributos de la simulación. Esta metodología fue
implementada en el desarrollo de un sistema integrado para
simulaciones numéricas de problemas bidimensionales en
geotecnía por el MEF. La tesis presenta, inicialmente, una
discusión sobre la evolución de los sistemas utilizados
para simulaciones numéricas en la mecánica computacional,
desarrollados por el Departamento de Ingeniería Cívil de la
PUC-Rio, indicando los problemas existentes. A seguir, se
presenta una extensión de la arquitectura del módulo
utilizado para el gerenciamiento y extensión configurable
de los atributos (ESAM) que, originalmente, consideraba una
abordaje donde los atributos solo podían ser aplicados a
entidades geométricas. La nueva arquitectura permite que
los atributos también puedan ser aplicados directamente en
nodos y elementos de una malla de elementos finitos. El
sistema implementado a través de la integración de los
módulos utilizados para preprocesamiento, análisis numérico
y posprocesamiento con el módulo de gerenciamento de
atributos tuvo como resultado un sistema bastante flexible,
que puede ser extendido por un usuario configurador para
diversos otros tipos de simulación. Las fases involucradas
en un proceso de simulación en la mecánica computacional
(definición de la geometría, especificación de los
atributos, generación de la malla de elementos finitos,
análisis numérico y visualización de los resultados) son
ilustradas en un ejemplo.
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[en] BOOLEAN OPERATIONS ON POINT-BASED MODELS / [pt] OPERAÇÕES BOOLEANAS NA MODELAGEM POR PONTOSHELOISA REIS LEAL 19 January 2005 (has links)
[pt] Operações booleanas em modelagem 3D são usadas para criar novos
modelos ou para modificá-los. Na maioria dos tipos de representação de objetos
3D, estas operações são bastante complexas. Nos últimos anos tem sido muito
explorado um novo tipo de modelagem, a modelagem por pontos, que apresenta
muitas vantagens em relação às outras representações como maior simplicidade
e eficiência. Dois trabalhos exploram as operações booleanas na modelagem
por pontos, o trabalho de Adams e Dutré e o trabalho de Pauly et. al. Dada a
grande importância deste novo tipo de modelagem e do uso de operações
booleanas, esta dissertação apresenta uma introdução à modelagem por pontos,
implementa o algoritmo proposto em Adams e Dutré com algumas melhorias e o
compara com o método de Pauly et. al. / [en] Boolean operations are used to create or modify models.
These operations
in the majority of 3D object representations are very
complex. In the last years a
significant trend in computer graphics has been the shift
towards point sampled
3D models due to their advantages over other
representations, such as simplicity
and efficiency. Two recent works present algorithms to
perform interactive
boolean operations on point-based models: the work by Adams
and Dutré and
the work by Pauly et. Al.. Due to great importance of this
novel representation
and of the use of boolean operations, the present work
makes an introduction to
point-based representation, implements the algorithm
proposed by Adams and
Dutré with some improvements, and compares this
implementation with the work
by Pauly et. al..
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[en] AN INTERACTIVE GRAPHIC SYSTEM FOR ANALYSIS AND DESIGN OF PLANE STEEL FRAMES / [pt] UM SISTEMA GRÁFICO-INTERATIVO PARA ANÁLISE E DIMENSIONAMENTO DE PÓRTICOS PLANOS DE AÇO / [es] UN SISTEMA GRÁFICO-INTERACTIVO PARA ANÁLISIS DE DIMENSIONAMIENTO DE PÓRTICOS PLANOS DE ACERORICARDO HISSA PEIXOTO 19 February 2001 (has links)
[pt] Este trabalho descreve um sistema gráfico interativo,
denominado FTOOL (Frame Analysis Tool), para o ensino e
automatização das tarefas de projeto estrutural de pórticos
planos. No trabalho foram incorporadas as tarefas de
dimensionamento de estruturas de aço segundo a Norma
Canadense de projetos de estruturas de aço de edificações -
CAN/CSAS16.1-94. A integração completa das fases de pré-
processamento, análise estrutural, pósprocessamento
e dimensionamentos, através de uma interface amigável e
eficiente, cria um ambiente onde os resultados de um passo
da modelagem podem ser interpretados pelo estudante e
usados como informação para determinar as modificações de
modelagem no passo seguinte. Ao testar diferentes
concepções estruturais, acredita-se que os estudantes podem
vir a compreender melhor o comportamento estrutural e as
fases de dimensionamento dos pórticos. Com as
implementações realizadas no programa FTOOL, os estudantes
de engenharia e os engenheiros civis executam um projeto
estrutural com maior rapidez. Isso se deve ao fato
de que diversas análises podem ser realizadas em um curto
espaço de tempo para uma mesma estrutura, testando-se
diferentes tipos de perfis metálicos. Com tal recurso, o
usuário define uma estrutura mais econômica que pode
atender com segurança as solicitações previstas em
projeto. Pode-se também testar possíveis padronizações de
elementos visando uma facilidade de fabricação e montagem.
Os critérios de dimensionamento implantados no programa
permitem aos usuários não só a automatização das etapas,
bem como explorar melhor as possibilidades de entendimento
dos modos de ruína dos elementos estruturais e dos
parâmetros controladores do dimensionamento da estrutura
metálica. Estas etapas compreendem desde a determinação da
classe até a cálculo dos estados limites últimos e de
utilização dos perfis pertencentes à estrutura. Estas
verificações são feitas através da visualização dos
resultados realizados na estrutura como um todo ou através
de consultas individuais, barra a barra. A memória de
cálculo gerada pelo programa auxilia os alunos no
entendimento de todas as etapas do processo de
dimensionamento estrutural em aço. / [en] This work describes an interactive graphic system, FTOOL
(Frame Analysis Tool), for
teaching and automation of frame structural design process.
The system uses design
recommendation presents in the Canadian Standard "Limits
States of Steel Structures" - CAN/
CSA-S16.1-94. The complete integration of pre-processing,
structural analysis, post-processing,
and design is achieved through a friendly and efficient
user-interface. The results
of a step by step modeling can be accessed by the students
and used as information to
determine the modeling modifications in the following step.
When testing different structural
conceptions, it is believed that the students can
substantially improve the learning process of
structural behaviour and design.
With the implementations accomplished in the FTOOL program,
Civil Engineering
students and designers can speed up the structural design
process. Several solutions can be
tested in a short space of time, leading to a more economic
structure. The program also
enables the use of standard elements, which makes the
fabrication and construction phases
easier.
The design requirements implemented in the program allow
users not only the
automation of the design stages, but also to explore the
possibilities of understanding better
the ultimate states limits that govern the behavior of the
structural elements. The design
process ranges from the section class determination to the
accessment of ultimate limits states.
These verifications are made through the results
visualization of the global structure or
through an individual quering of each structural member. A
full description of the design
process is generated by the program helping the students to
understand all the stages of steel
design. / [es] Este trabajo describe un sistema gráfico interactivo, denominado FTOOL (Frame Analysis Tool), para la
enseñanza y automatización de las tareas del proyecto extructural de pórticos planos. En este trabajo se
consideran las tareas de dimensionamiento de extructuras de acero según la Norma Canadiense de proyectos de
extructuras de acero en edificaciones - CAN/CSA-S16.1-94. La integración completa de las fases de
preprocesamiento, análisis extructural, posprocesamiento y dimensionamientos, a través de una interface
amigable y eficiente, crea un ambiente donde los resultados de un paso de la modelaje pueden ser interpretados
por el estudiante y utilizados como información para determinar las modificaciones del paso siguiente.
Experimentar diferentes concepciones extructurales lleva a los estudiantes a una mejor comprensión del
comportamiento extructural y de las fases de dimensionamiento de los pórticos. Con las implementaciones
realizadas en el programa FTOOL, los estudiantes de ingeniería y los ingenieros civiles ganarán rapidez en la
ejecució de un proyecto ya que es posible realizar varias análisis en un corto espacio de tiempo para una misma
extructura, probando diferentes tipos de perfiles metálicos. Con tal recurso, el usuario define una extructura más
económica que puede atender las solicitudes previstas en el proyecto. El sistema permite también, probar
posibles padronizaciones de elementos con el objetivo de facilitar la fabricación y el montaje. Los criterios de
dimensionamiento implantados en el programa permiten a los usuarios no solo automatizar las etapas sino
también explorar mejor las posibilidades de entender los modos de ruína de los elementos extructurales y los
parámetros controladores del dimensionamiento de la extructura metálica. Estas etapas comprenden desde la
determinación de la clase hasta el cálculo de los estados límites últimos y la utilización de los perfiles de la
extructura. Los resultados realizados en la extructura pueden ser visualizados como un todo o a través de
consultas individuales, barra a barra. La memoria de cálculo generada por el programa auxilia a los alumnos en el
estudio de todas las etapas del proceso de dimensionamiento extructural en acero.
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