| Documento | Mestrado |
| Área | Métodos Numéricos |
| Data da defesa | 10/12/2024 |
| Autor | MATTÉ, Alexandre Ten Cate |
| Orientador | CARRAZEDO, Rogério |
| Português | |
| Título | Proposta de plataforma orientada a objetos para a resolução de problemas mecânicos por meio do MEF Posicional |
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Resumo
Este trabalho trata de uma proposta de arquitetura de código, orientada a objetos, para a resolução de problemas mecânicos, por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF) Posicional. A implementação englobou problemas quase estáticos, dinâmicos, e com a imersão de elementos na malha. Foram empregados elementos bidimensionais, triangulares, de aproximações linear, quadrática e cúbica, e elementos de barra simples, com aproximação linear. O código foi desenvolvido na linguagem de programação C++, visando o aproveitamento de características importantes que a orientação a objetos proporciona, como manutenibilidade e escalabilidade. Por tratar, geralmente, de problemas com grandes dimensões, a arquitetura proposta apresenta ambientes bem definidos de pré processamento, processamento e pós processamento, evitando ao máximo a movimentação desnecessária de dados. A documentação foi inserida diretamente no código, e gerada automaticamente por meio do software Doxygen®. A plataforma foi disponibilizada por meio de um repositório no GitHub® e publicada por meio da plataforma Zenodo®, totalmente open source. Foram apresentados diversos exemplos de aplicação, validando a implementação para todos os tipos de problemas propostos.
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| Palavras-chave | Método dos Elementos Finitos Posicional. Arquitetura de código. Orientação a objetos. Escalabilidade. Programação. C++. |
| English | |
| Title | Object oriented platform proposal for mechanic problems resolution through posicional FEM |
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Abstract
This work presents an object-oriented code architecture proposal for solving mechanical
problems using the Positional Finite Element Method (FEM). The implementation covers
quasi-static, dynamic problems, and problems with immersed elements in the mesh. Two-
dimensional triangular elements with linear, quadratic, and cubic approximations, as well as simple bar elements with linear approximation, were employed. The code was developed
in C++ to leverage the important features that object-oriented programming provides,
such as maintainability and scalability. Since it generally deals with large-scale problems,
the proposed architecture features well-defined environments for pre-processing, processing,
and post-processing, minimizing unnecessary data movement. Documentation was directly
embedded in the code and automatically generated using Doxygen® software. The platform
was made available through a GitHub® repository and published via Zenodo®, completely
open-source. Several application examples were presented, validating the implementation
for all types of proposed problems.
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| Keywords | Positional Finite Element Method. Code architecture. Object orientation. Scalability. Programming. C++. |