Uso del femm

FÍSICA 2 (62.03, 62.04 y 82.02)
Primer Cuatrimestre 2014
Dr. Guillermo D. Santiago

Una introducción al uso de FEMM 4.2
Introducción
La sigla FEM (Finite Element Method o Método de Elementos Finitos en castellano) designa a
uno de los muchos métodos utilizados para la resolución aproximada de ecuaciones diferenciales
en derivadas parciales (EDP).
Estas ecuaciones aparecen en muchasáreas: análisis de tensiones estructurales, diseño de
diversas piezas, estudio de máquinas eléctricas, la conducción del calor y una larga serie de
aplicaciones imposible de mencionar en detalle.
Habitualmente, en los cursos de Análisis III se estudian algunos de los métodos analíticos que se
pueden utilizar para resolver EDP, siendo el de Fourier, en mi opinión, el más versátil y bello.
Aún con lapotencia de estos métodos analíticos, muchos de los problemas de ingeniería son
demasiado complejos como para ser resueltos “a mano”, a menos que se busque una solución a
un problema sobre-simplificado.
Para bien y para mal las computadoras han cambiado drásticamente nuestra forma de trabajar. La
parte buena reside en métodos numéricos que nos posibilitan atacar problemas cuya complejidadlos torna virtualmente imposibles de resolver por métodos analíticos. La parte mala aparece
cuando los usamos en forma ciega sin saber qué hacen y cuáles son las limitaciones.
Todo método numérico que resuelva EDP encuentra una solución aproximada al problema en un
conjunto discreto de puntos del espacio.
Las dos palabras en cursiva son importantes y reflejan limitaciones esenciales de todoalgoritmo
de este tipo. Es imposible encontrar la solución en los infinitos puntos del espacio (ni sería
razonable) y ello lleva a que se resuelva un problema (en general matricial) “semejante” al
diferencial.
No nos vamos a adentrar en estos temas porque corresponde a cursos superiores de Análisis
Numérico; nos vamos a contentar con aprender a utilizar un programa en particular en algunosejemplos propios de nuestra materia.
Dada la velocidad de evolución de la tecnología, es importante ubicarse en el tiempo.
Durante muchos años hemos utilizamos el programa Quick Field, propiedad de la empresa Tera
Analysis. La versión empleada era una distribución libre, destinada a estudiantes y que estaba
limitada a calcular en 500 puntos del espacio. Esa versión estaba compilada para el sistemaoperativo MSDOS, aunque corría bien con versiones antiguas de Windows en nuestras vetustas
computadoras.
Con el paso del tiempo el uso del programa se fue tornando cada vez más difícil conforme las
versiones de los sistemas operativos iban cambiando. Al presente, Tera Análisis provee una
versión estudiantil actualizada pero limitada a 200 puntos. Esto trae aparejado dos problemas. El
primeroes que, en principio, la exactitud de la respuesta mejora con el número de puntos;
entonces la nueva versión sería “más rústica”. El segundo problema es, a mi parecer, más grave.
El usuario debe aprender a utilizar sabiamente los 200 puntos que tiene como capital. No es fácil
decidir dónde poner esos puntos y requiere de mucho entrenamiento. Por este motivo no hicimos
el cambio de versión.Afortunadamente, hemos encontrado otro programa de elementos finitos, llamado FEMM 4.2
que es de licencia libre y no tiene limitación en el número de puntos; el problema puede usar
toda la memoria disponible de la computadora.
La página desde la que se lo puede descargar es: http://www.femm.info/wiki/Download
Está compilado para Windows y lo he probado en XP Service Pack 3 y Windows 7. En laactualidad existe una forma para correrlo en LINUX que se puede encontrar en
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FÍSICA 2 (62.03, 62.04 y 82.02)
Primer Cuatrimestre 2014
Dr. Guillermo D. Santiago

http://www.femm.info/wiki/LinuxSupport. No lo hemos probado aún. Así que los fanáticos de
LINUX pueden intentarlo y decirnos. Aún no hemos encontrado una versión para MAC.
Es así que agradecemos a estos programadores...