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Tipo: Tese de Doutorado
Título: Estudo, projeto e implementação de um modelador de sólidos voltado para aplicação em eletromagnetismo
Autor(es): Ana Liddy Cenni de Castro Magalhaes
primer Tutor: Renato Cardoso Mesquita
Resumen: Este trabalho compreende o desenvolvimento de um modelador de sólidos baseado em técnicas avançadas de modelamento geométrico tridimensional, a ser acoplado a um gerador de malhas adaptativas de um pré-processador voltado para a resolução de problemas eletromagnéticos utilizando o Método de Elementos Finitos. O sistema desenvolvido permite construir modelos manufaturáveis, combinandoprimitivas CSG (Constructive Solid Geometry) instanciadas ou definidas por varredura, derivando a representação por fronteira (B-rep Boundary Representation) a partir da representação CSG e gerando a malha superficial de elementos finitos sobre essa fronteira. O modelador traz como principal inovação uma estrutura de dados B-rep que permite representar fronteiras internas do modelo, garantindo a interpretação de maneira única da interface entre componentes e a compatibilidade da malha superficial de elementos finitos gerada. Permite também gerar primitivas complexas a partir de perfis compostos por mais de um contorno, o que reduz a necessidade de aplicação de operações booleanas. Além de facilitar e agilizar o processo de criação, edição,visualização e acesso à representação computacional de sólidos manufaturáveis, este modelador destina-se a gerar uma malha superficial de elementos finitos de boa qualidade, capaz de fornecer as informações necessárias para a simulação eletromagnética do modelo. O sistema é composto por quatro subsistemas principais: a Interface, responsável pela criação, edição e visualização de sólidos; o subsistema de Modelagem, que engloba as operações de manipulação da forma; o subsistema de Representação, ou Núcleo, que gerencia o acesso às estruturas de dados e o subsistema que cuida da Geração da Malha de Elementos Finitos sobre o modelo. Ele está sendodesenvolvido pelo GOPAC (Grupo de Otimização e Projeto Assistidos por Computador), no CPDEE / UFMG (Centro de Pesquisa e Desenvolvimento em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Minas Gerais), utilizando os conceitos de orientação para objetos, o ambiente de desenvolvimento Borland C++ Builder, a biblioteca deestruturas genéricas de dados STL (Standard Template Library) e a biblioteca gráfica OpenGL. Os resultados obtidos podem ser armazenados em uma base de dados de formato neutro, possibilitando o intercâmbio de informações com outros aplicativos e certificando a potencialidade do modelador para diversas aplicações em engenharia.
Abstract: This work covers the development of a solid modeler based on advanced techniques of tridimensional geometric modeling. It will be coupled to an adaptive mesh generator of a pre-processor, aiming at the solution of electromagnetic problems by means of finite-element method. Manufacturable models can be obtained through the combination of CSG (Constructive Solid Geometry) primitives directly instantiated or defined by sweep operations. The boundary (B-rep) representation as well as the finiteelement surface mesh are derived from the CSG model. A new B-rep data structure represents the modeler main innovation, since it allows the handling of inner boundaries between the components of manufacturable B-rep models, guarantying the uniqueness of the inner boundary representation and assuring the finite-element compatibility forthe generated mesh. This modeler also generates complex primitives by sweeping or swinging multi-contour profiles, which reduces the necessity for boolean operations. Besides supporting and speeding up the processes of creation, manipulation and visualization of manufacturable solid representations, the main goal of this modeler is to generate a good surface finite-element mesh, capable of providing the essentialinformation for the electromagnetic simulation of the model. The modeler is composed of four main subsystems: the Interface, responsible for the user access on model creation, edition and visualization; the Modeling subsystem, enclosing the operations for shape manipulation; the Kernel, which manages and controls data structures access; the Mesh Generation subsystem, responsible for the creation and improvements of surface finite-element meshes. The modeler is being developed by the GOPAC Optimization and Computer-Aided Design Group at CPDEE / UFMG Center of Research and Development on Electrical Engineering / Federal University of Minas Gerais. It uses object-oriented concepts, the Borland C++ Builder environment coupled to the OpenGL graphics library and the STL Standard Template Library. The results obtained can bestored in a neutral format database, which will allow information interchange with other applications and assure the modeler potential for engineering applications.
Asunto: Engenharia elétrica
Idioma: Português
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8CMHBM
Fecha del documento: 29-sep-2000
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