Obtenção do desenho geométrico de objetos a partir de imagens para utilização no método de elementos finitos

Abstract

Uma das atividades que demandam tempo no Método dos Elementos Finitos (MEF) é a definição da geometria a ser simulada, visto que os desenhos são realizados diretamente no software de MEF ou em alguma ferramenta CAD (Projeto Assistido por Computador). O objetivo geral do trabalho é desenvolver um toolbox que seja capaz de definir os contornos dos objetos e, a partir de imagens, gerar automaticamente as malhas para simulação com o intuito de facilitar as definições de formas geométricas. O desenvolvimento do toolbox foi realizado no MATLAB (MATrix LABoratory), utilizando o FEMM (Finite Element Method Magnetics) como software de simulação para elementos finitos, mas permitindo também seu uso no GNU Octave. No decorrer do trabalho, diversas técnicas de processamento de imagens foram empregadas e deram suporte para que o toolbox conseguisse representar os objetos das imagens de forma apropriada. O principal resultado desta pesquisa foi a plotagem de imagens com geometrias complexas no FEMM, possibilitando a simulação dessas geometrias e agilidade na etapa de pré-processamento.

Abstract: One of the activities that requires a certain time in the Finite Element Method (FEM) is the definition of geometries to be simulated, since drawings are made directly in the MEF software or some CAD (Computer Aided Design) tool. Drawings are performed directly in the FEM software. The main objective of the work is to develop a toolbox that can define the contours of objects and, from images, automatically generate as meshes for simulation in order to facilitate the definition of geometric shapes. The toolbox development was performed in MATLAB (MATrix LABoratory), using Finite Element Method Magnetics (FEMM) as a finite element simulation software, but also works in GNU Octave. Throughout the work, several image processing techniques were used and supported the toolbox to represent the objects of the images in an acceptable way. The main result of this work is the plotting of images with complex geometries in FEMM, allowing the simulation of these geometries and agility in the preprocessing step.