Adaptatividade hp aplicada em malhas de elementos finitos

Resumo: Uma estratégia hp adaptativa é implementada com base em um parâmetro de erro estimado localmente. A análise do padrão de refinamento em cada elemento é feito aresta a aresta, o que torna o método possível para qualquer tipo de elemento independente de sua dimensão. Métodos hp adaptativos são desenvolvidos a mais de uma década [12], sendo a escolha do padrão de refinamento feita, inicialmente, com base no conhecimento da solução e de sua seqüência ótima de refinamento. A estratégia proposta é implementada no ambiente de programação científica PZ [10]. As seguintes contribuições foram feitas ao ambiente PZ: . Implementação de uma estratégia para identificação de elementos de referência para a partição da malha. Implementação de uma estratégia para obtenção de patches, baseada nos elementos de referência. Implementação de clones de um patch e através deste clone, o clone uniformemente refinado e processado. Transferência de solução entre malhas. Um método para calcular a matriz de transferência entre malhas é implementada baseada em uma projeção L2 do espaço de interpolação da malha grossa no espaço da malha fina. . Uma classe para implementar a análise unidimensional de elementos, escolhendo o padrão hp ótimo para cada elemento. Estas classes foram usadas para a implementação da estratégia hp adaptativa baseada na análise de arestas. Os resultados mostram que esta estratégia conduz a malhas com taxas de convergência exponencial, mesmo para problemas com singularidades. Exemplos de validação são mostrados ao final do trabalhoAbstract: An adaptive strategy is presented which uses an automatically generated local patch to estimate the error and implements a refinement criterium based on regularity analysis of one dimensional problems along the edges of the elements. hp-Adaptive methods have been available for more than one decade [12]. Thus far, the choice of h, p or hp-refinement has been based on the a-priori knowledge of the regularity of the solution and their corresponding optimal sequence of refinement pattern [8]. The proposed strategy is implemented within the object oriented environment PZ [10] for the development of scientific software. The following capabilities of the PZ environment were either used or added : .Implements a strategy to obtain reference elements for mesh partition . Implements a strategy to obtain a patch based on one reference element . Implements a patch done an over this done the uniformly refined patch is obtained an precessed. . Transfer of solution between meshes. A method for computing a transfer matrix between meshes is implemented based on the L2 projection of the interpolation space of the coarse mesh onto the fine mesh . A class which implements a one dimensional optimal hp refinement analysis based on the comparaison of all possible refinement patterns. These interfaces are used to implement and edge-based adaptive hp-refinement strategy. The results show that the adaptive strategy is able to produce hp refined meshes with exponential convergence rates, even for singular problems. Several examples show the generality and aplicability of the strategy for different simulation