Simulacion

1. Introducción

La simulación de procesos es una de las mas grandes herramientas de la ingeniería industrial, la cual se utilaza para representar un proceso mediante otro que lo hace mucho mas simple e intendible. Esta simulación es en algunos casos casi indispensable, como nos daremos cuenta a continuación. En otros casos no lo es tanto, pero sin este procedimiento se hace mas complicado .

Simulación

La simulación es la representación de un proceso o fenómeno mediante otro mas simple, que permite analizar sus características; Pero la simulación no es solo eso también es algo muy cotidiano, hoy en día, puede ser desde la simulación de un examen, que le hace la maestra a su alumno para un examen del ministerio, la producción de textiles, alimentos, juguetes, construcción de infraestructuras por medio de maquetas, hasta el entrenamiento virtual de los pilotos de combate.

Las aplicaciones recreativas, hoy muy extendidas y mejoradas principalmente por los adelantos en este campo, están especialmente diseñadas para crear un pasatiempo que logre sacar de la rutina al ser humano, y que el mejor de los casos de otro modo seria impracticable debido a su costo. Estas consisten en crear ambientes y decorados artificiales con sonido en algunos casos, que logran una perfecta simulación de cualquier tipo de contenido, creando el pasatiempo perfecto

Uno de los principales proyectos futuristas de la simulación aunque muy costoso, es en el campo de las minosvalias físicas, ya que su diseño tendría que incluir, sobre todo en el campo de los invidentes, unos censores especiales, que adaptados, conseguirían una visión simulada del terreno permitiendo dotar de visión (en este caso) a esas personas, incluso en algunos casos, dotar de facultades superiores a las humanas médiate esta realidad simulada real al mismo tiempo.

Otro factor que ayudaría a estas personas minusválidas el entrenamiento de médicos, en el cual se utiliza una estación que recibe datos de las herramientas que maneja el medico, iguales a las que utilizara el medico en una operación real, para procesarlos y generar una imagen foto realista en un monitor de forma que nada lo distinga de una operación real. Este sistema tiene, un gran interés ya que es mas barato formar futuros especialistas de esta manera que con operaciones reales , además de permitir que muchas mas personas aprendan o mejoren sus habilidades ya que solamente es cuestión de adquirir mas maquinas que puedan funcionar con turnos mucho mas flexibles que las operaciones reales.

Uno de los proyectos más interesantes de la simulación virtual de sistemas esta relacionado con la composición musical, que además es una afición particular de las personas en nuestros días. Mediante un banco de datos, se ejerce el control de un o varios teclados al mismo tiempo, este control se integra con un programa de creacin musical que automatiza la generación de acordes, pero con una gran ventaja, ya que el control se realiza de una forma mucho más intuitiva, puesto que los sonidos van variando a medida que se va moviendo el guante en el espacio. Aquí es donde radica una de las ventajas de la realidad virtual, esto es, la posibilidad de suavizar el interfaz entre el usuario y la aplicación, un sintetizador en este caso, para que pueda extraer el mayor potencial sin que la forma de manejarlo sea un obstáculo.

Simulación numérica. El método de los Elementos Finitos

Las grandes del mercado han obligado en los últimos años a implantar en las empresas todas aquellas tecnologías que puedan a hacer realidad los tres grandes objetivos del diseño moderno:

Diseñar para conseguir para una fabricación a un costo competitivo.

Diseñar en orden la utilización real en servicio.

Diseñar bien al primer intento.

En este sentido la introducción del C.A.D. (computer aided Design) esta ya representando un grave avance en la etapa del diseño conceptual de nuevos productos. Por contra, el C.A.E. se encuentra en ana etapa de mucho mas primaria. sin embargo la verdadera reducción del bucle diseño-desarrollo se produce cuando ambas técnicas actúan conjuntamente. La primera para definir el producto y la segunda para simular su comportamiento en las condiciones de servicio, Solo la conjunción de ambas técnicas hacen posible que hacen alcanzar los tres objetivos antes mencionados.

La gran evolución de los métodos informáticos tanto en su aspecto de hardware como software, ha permitido afrontar la resolución de complejos físicos matemáticos cuya resolución analítica resultaría prácticamente imposible. De hecho muchos de dichos problemas hace ya años que están planteados, solo falta un medio adecuado para la obtención de resultados prácticos. Así pues la simulación intenta reproducir la realidad a partir de resolución numérica mediante ordenador, de las ecuaciones matemáticas que describen dicha realidad. Por lo tanto hay que asumir que la simulación es tan exactas como sea las ecuaciones de partida y la capacidad de los ordenadores para resolverlas, lo cual fija limites a su utilización.

Mediante la simulación numérica es posible generar sólidos de aspectos casi real, comprobar su comportamiento bajo diversas condiciones de trabajo, estudiar el movimiento conjunto de grupos de sólidos , etc. Esto permite un conocimiento mucho mas profundo de un producto antes de que exista físicamente, siendo posible detectar muchos de los problemas que de otro modo se hubieran detectado en el servicio real.

El método de los elementos finitos es una de las mas importantes técnicas de simulación y seguramente la mas utilizada en las aplicaciones industriales. Aunque su utilización es extensible a multitud de problemas de física, a continuación expongo algunas aplicaciones del campo mecánico.

2. Base del Método de los Elemento Finitos

Las aplicaciones practicas de la mecánica del sólido deformante pueden agruparse en dos grandes familias : La de los problemas asociados con sistemas discretos y la de los problemas asociados a sistemas continuos : En los primeros sistemas se analizar esta dividido de forma natural, en elementos claramente definidos .En el caso, por ejemplo, el análisis de estructura de un edificio en la que cada viga constituye una entidad aislada bien definida. En los segundos el sistema no puede ser dividido en forma natural en unidades simples, por lo que su análisis resulta mucho mas complejo.

Por lo que se hace referencia al calculo estructural, el método de elementos finitos (M.E.F.) puede ser entendido como una generalización de estructuras al análisis de sistemas continuos. El principio del método consiste la reducción del problema con infinitos grados de libertad, en un problema finito en el que intervenga un numero finito de variables

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