Pré-Processador para modelos reticulados e plano métodos elementos finitos

Esta dissertação de mestrado descreve um programa de pré-processamento, que e parte componente do sistema INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment), para a criação de modelos do Metodo dos Elementos Finitos. Com ele é 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 sincronizaçãao 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 criaçâo 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 representá-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.This Master's Thesis describes a pre-processing program, which is part of the INSANE (INteractive Structural ANalysis Environment) system, for the creation of Finite Element models. With it is possible to combine bar, plane state and plate elements. The software, implemented in JAVA, was developed according to the object oriented programming paradigm and has a layered architecture based on a combination of three design patterns: the pattern Model-View-Controller (MVC) that allows the independence between the model and view layers; the patternObserver whith, through a mechanism of changing propagation, allows the synchronization of the model with various pairs\view-controller"; and the pattern Command which encapsulates the actions of the program in separate classes in an organized way. This segmentation favors the expansion of the program and the creation of new commands. To allow di_erent discretizations of the same geometric model, the preprocessor was divided in two modules: GEOMETRY and MESH. The first one allow the creation and edition of points, lines, curves and regions. The second provides resources for the discretization of geometric objects and their attributes definition. On the regions, meshes of plane state and plates elements can be generated through the Transfinite Mapping (Lofting, Bilinear or Trilinear). The geometric model and the mesh model data are stored in data structures for planar subdivision which uses the half-edge concept. It allows the storage in an organized way and establishes the relations of adjacencies, making it possible a fast access to the data. Euler operators are used to create and to manipulate the topological entities that compose the model (vertices, edges and faces) and to represent it in the data structure. The use of multiple views, combined with the application of geometric transformations and projections, allows diferent visualizations of a model and more than one model can be simultaneously observed. The models can be serialized as JAVA objects or XML files