¿Cuál es la diferencia entre CAE y FEM?

Se puede creer que CAE o “Ingeniería asistida por computadora” es un término más genérico para describir el uso de una o más técnicas computacionales para ayudar al diseño y desarrollo de ingeniería.

Entonces, ¿qué hace una computadora? Resolverá esencialmente una ecuación (diferencial, integral, algebraica, etc.) para descifrar algunos números. La mayoría de los fenómenos físicos se describen a través de estas ecuaciones.

Antes de continuar, es importante comprender la diferencia entre una “animación por computadora” y una “simulación por computadora”. Una simulación por computadora (basada en la ecuación correcta) es reproducible en un rango. Mientras que la animación por computadora es un caso particular. Por ejemplo: las explosiones se muestran comúnmente en películas, etc. Aquí se usan ecuaciones simples con parámetros de modo que se ve lo más parecido a la realidad posible. Sin embargo, los mismos parámetros en una configuración ligeramente diferente no funcionarán. En contraste, el uso de un PDE que describe el proceso de explosión, idealmente, debería replicar los efectos en una amplia gama de escenarios.

Ahora hemos establecido que estamos resolviendo algunas ecuaciones para simular fenómenos relacionados con la ingeniería. Ahora estas ecuaciones pueden ser de naturaleza integral o diferencial. Pero tradicionalmente se había construido una computadora para resolver ecuaciones matriciales. Por lo tanto, se utilizan técnicas numéricas para reformular la ecuación en una forma matricial. Una vez se puede decir que FEM o “Método de elementos finitos” es una de estas técnicas numéricas.

Dependiendo del problema de interés, hay varios más como FDM, XFEM, GFEM, DEM, etc. La filosofía de la mayoría de estos métodos es convertir una ecuación diferencial en una forma de matriz de manera que se pueda usar un solucionador tradicional para resolver el problema. .

CAE es el campo más amplio que abarca FEM, CFD, dinámica multicuerpo, etc. FEM es una herramienta matemática que forma parte de CAE. Es un método numérico utilizado para encontrar soluciones aproximadas de problemas de valor límite. En el ámbito de la mecánica de sólidos, se utiliza para predecir el desplazamiento y las tensiones, también para el análisis térmico y de vibraciones.

CAE significa Ingeniería asistida por computadora y FEM significa Método de elementos finitos. Comparar esas dos cosas le gusta comparar manzana y coca cola.

CAE es una tecnología que utiliza la potencia de la computadora para simular su diseño en sus condiciones de trabajo. Por ejemplo, puede usar CAE para estimar la fuerza de arrastre en su diseño bajo la velocidad del agua dada para el diseño de su barco o también puede usar CAE para calcular el tiempo de respuesta del sistema de suspensión para la entrada escalonada.

La mayoría de los usuarios de CAE tienen conocimientos básicos de los métodos de cálculo para comprender el modelado adecuado. Uno de esos métodos de cálculo (quizás el más antiguo también) es FEM, que se usa ampliamente en CAE.

FEM es un método de discretización cuyo objetivo es predecir un comportamiento desconocido de su problema como una suma de comportamientos de elementos conocidos.

FEM es un método matricial y se puede usar sin una computadora, pero la potencia de cálculo aumenta este método para resolver problemas del mundo real. Por lo tanto, FEM es tan popular después del aumento de las computadoras.

En resumen, CAE es una herramienta que ayuda a los ingenieros de diseño a estimar el comportamiento de su diseño en las condiciones dadas. FEM es un método de discretización para aproximar las soluciones de problemas matemáticos que se relaciona principalmente con la realidad física.

CAE es el término general para “Ingeniería asistida por computadora”. FEM es una disciplina específica dentro de CAE. La FEM normalmente está asociada con el esfuerzo y la tensión, particularmente para la mecánica de sólidos. Sin embargo, el método FE puede extenderse a térmicos, fluidos, mecanismos y otras áreas amplias dentro de FE. El FEM es un “medio para resolver el problema”, pero a menudo se asocia con las clases de problemas (mecánica de sólidos) que se usa con mayor frecuencia para resolver.