Geração de malhas bidimensionais de elementos finitos baseada em mapeamentos transfinitos

Esta dissertação é parte do desenvolvimento de um ambiente computacional para disponibilizar diferentes modelos discretos de análise estrutural. A parte do sistema tratada neste trabalho é o pré-processador, que consiste numa aplicação gráfica interativa, implementada na linguagem Java, utilizando o paradigma de programação orientada a objetos, para geração de malhas bidimensionais de elementos finitos. Este trabalho documenta e destaca a importância das fases de Análise, Projeto e Implementação Orientados a Objetos. Padrões de projeto de software reconhecidamente eficientes são adotados na implementação desta aplicação. Visando separar o modelo de sua representação, a implementação é baseada na metáfora de programação denominada Model-View-Controller (MVC). Tal enfoque permite que o controle da geração da malha, através de interação com usúario, e a visualização da mesma sejam implementados independentemente do modelo adotado, minimizando as tarefas de manutenção e expansão do sistema. O MVC propicia também o aperfeiçoamento gradual da aplicação através de mudança de plataforma, criação de diversas vistas sincronizadas com o modelo e substituição ou atualização das diversas vistas. No primeiro modelo disponibilizado pela aplicação, as malhas são geradas através de mapeamentos transfinitos. A geometria do modelo é representada através de sub-regiões definidas por curvas do contorno que, por sua vez, são constituídas por um conjunto de primitivas (pontos, segmentos de retas, curvas quadráticas e cúbicas). Os tipos de mapeamentos disponibilizados são lofting, bilinear e trilinear e os elementos finitos podem ser serendípticos ou lagrangeanos, triangulares ou quadrilaterais. Uma vez gerada a malha, permite-se a prescrição de atributos de carga, apoio, material, dentre outros, e o modelo de elementos finitos gerado pode ser persistido em arquivo XML ou Objeto Java para posterior utilização em programas de análise.