Pré-processador para modelos reticulados e planos do Método dos Elementos Finitos

Esta dissertação de mestrado descreve um programa de pré-processamento, que de parte componente do sistema INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), para a criação de modelos do Método dos Elementos Finitos. Com ele de possível combinar elementos de barras, estado plano e placas. O software, implementado em JAVA, foi desenvolvido segundo o paradigma da programação orientada a objetos (POO) e apresenta uma arquitetura em camadas baseada na combinação de três padrões de projeto de software: o padrão Model-View-Controller (MVC), que permite a independência entre as camadas modelo e vista; o padrão Observer que, através de um mecanismo de propagação de mudanças, permite a sincronização do modelo com os diversos pares vista-controlador”; e o padrão Command que encapsula as ações do programa em classes separadas de forma organizada. Esta segmentação favorece a expansão do programa e a criação de novos comandos. Para permitir diferentes discretizações de um mesmo modelo geométrico, o pré-processador foi dividido em dois módulos: GEOMETRIA e MALHA. O primeiro permite a criação e a edição de pontos, linhas, curvas e regiões. O segundo disponibiliza recursos para a discretização dos objetos geométricos e a definição de atributos. Sobre as regiões, podem ser geradas malhas de elementos de estado plano e placas, através dos métodos de Mapeamentos Transnitos (Lofting, Bilinear ou Trilinear). Os dados do modelo geométrico e do modelo de malha são armazenados em estruturas de dados para subdivisão planar baseadas em Semi-Arestas. Estas permitem o armazenamento de forma organizada e estabelece as relações de adjacências, possibilitando um rápido acesso aos dados. Operadores de Euler são usados para criar e manipular as entidades topológicas que compõem o modelo (vértices, arestas e faces) e representa-lo na estrutura de dados. O uso de múltiplas vistas combinado com a aplicação de transformações geométricas e projeções, possibilitam a visualização do modelo de vários ângulos e mais de um modelo podem ser simultaneamente observados. A persistência dos modelos pode ser feita em objetos JAVA ou arquivos XML.