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FECHA:
18/09/13

SIMULADORES

En la actualidad, la modelización y la simulación es una actividadindispensable cuando nos enfrentamos con el análisis y diseño de sistemas multidisciplinares de cierta complejidad.
El objetivo es ayudar o dar el soporte necesario al diseñador durante el proceso de diseño, análisis y diagnosis de sistemas ingenieriles. El software debe complementar eltalento del diseñador para que éste pueda modelar y simular de forma lo más eficientemente posible.
El software hace posible establecer una valoración final antes de que los sistemas sea construidos, y pueden aliviar la necesidad de experimentos caros y dar soporte a todas las etapas de un proyecto desde el diseño conceptual, pasando por el montaje hasta llegar a su funcionamiento.SIMULADORES NUMÉRICOS

La solución numérica de una ecuación diferencial es un esencial ingrediente de la simulación numérica. Hay varias maneras de encontrar soluciones de aproximación numérica para las ecuaciones diferenciales. Los métodos son basados en la idea de reemplazar las ecuaciones diferenciales por una ecuación de diferencia. El método de Euler es basado en aproximación de la derivativa poruna diferencia de primer orden.
Hay técnicas más eficientes tales como Runge-Kutta y métodos de múltiple pasos. Estos métodos fueron muy conocidos cuando emergieron los simuladores digitales en el año de 1960. El campo de las matemáticas numéricas experimentó un renacimiento debido al impacto de las computadoras digitales.

TÉCNICA DEL ELEMENTO FINITO:

Dos de los objetivos mas importantesque se busca obtener mediante el análisis ingenieril es la capacidad de identificar los principios físicos básicos que rigen el comportamiento de un sistema y además transformar esos principios en modelos matemáticos compuestos de una o varias ecuaciones que puedan ser resueltas, con el fin de predecir el comportamiento cuantitativo y cualitativo del sistema, teniendo presente siempre que estapredicción debe ser precisa.
El modelo matemático resultante está compuesto de una ecuación o de un sistema de ecuaciones, cuya solución debe ser consistente y debe ser representativa de las bases y principios físicos del sistema.
Sin embargo los sistemas actuales tienden cada vez a ser más complejos, por lo que la solución de los sistemas de ecuaciones diferenciales principales o la región dondese puede localizar la solución demandan el uso de un método numérico, para así extraer la información relacionada con el comportamiento del sistema.
Hay muchos problemas prácticos en ingeniería los cuales no podemos obtener la solución exacta, esto se puede atribuir a la complejidad natural de las ecuaciones diferenciales o a las dificultades que pueden ocurrir con las condiciones de contorno oiniciales.
Para tratar este tipo de problemas usamos las aproximaciones numéricas. En contraste a la solución analítica, que muestra el comportamiento exacto de un sistema en cualquier punto del mismo, las soluciones numéricas aproximan la solución exacta solo en puntos discretos, llamados nodos.
El primer paso en cualquier procedimiento numérico es la discretizacion, este proceso divide el mediode interés en un número de pequeñas subregiones y nodos.
Hay dos clases de métodos numéricos: (1) método de las diferencias finitas y (2) método de los elementos finitos

El método del elemento finito requiere que el problema se encuentre definido en un espacio geométrico, o dominio, para así ser subdividido en un número finito de regiones pequeñas, formando una especie de red o malla.Ejemplos de los mismos los podemos encontrar en áreas del flujo de calor, mecánica de fluidos, electromagnetismo, reacciones químicas y otros.
Para ello debe hacer uso de conceptos de física, química y matemática, para formular un modelo matemático del sistema o proceso en consideración. Dicho modelo no es más que un sistema de ecuaciones cuyas incógnitas representan magnitudes de interés tecnológico...