Partial Differential Equation Toolbox

Resuelva ecuaciones diferenciales parciales mediante el método de los elementos finitos (FEM)

 

Partial Differential Equation Toolbox™ proporciona funciones para resolver ecuaciones diferenciales parciales (PDE) generales, de mecánica estructural y de transferencia de calor mediante el análisis de elementos finitos.

Puede realizar análisis estáticos lineales para calcular la deformación, la presión y la tensión. Para modelar la dinámica estructural y la vibración, la toolbox proporciona un solver de integración directa en el tiempo. Es posible analizar las características estructurales de un componente realizando análisis modales para localizar frecuencias naturales y formas modales. Se pueden modelar problemas de transferencia de calor predominante por conducción para calcular distribuciones de temperatura, flujos de calor y velocidades de flujo de calor a través de las superficies. También puede resolver problemas estándar tales como difusión, electrostática y magnetostática, así como PDE personalizadas.

Partial Differential Equation Toolbox permite importar geometrías 2D y 3D a partir de datos STL o de malla. Es posible generar automáticamente mallas con elementos triangulares y tetraédricos. Puede resolver PDE utilizando el método de los elementos finitos y posprocesar los resultados para explorarlos y analizarlos.

Cómo empezar:

Mecánica estructural

Resuelva problemas lineales estáticos, de transitorios, de análisis modal y de respuesta en frecuencia.

Análisis estático lineal

Calcule el desplazamiento, la presión y la tensión en condiciones de carga y límite, y evalúe la resistencia mecánica y el comportamiento de un componente.

Análisis de la respuesta modal y en frecuencia

Encuentre frecuencias naturales y formas modales para identificar y evitar resonancias potenciales, y simule el comportamiento dinámico de una estructura utilizando sus respuestas en frecuencia.

Primeras seis formas modales de un brazo robótico.

Análisis de transitorios

Calcule el desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la presión y la tensión con cargas variables en el tiempo.

Deformación del centro de una viga como una función de tiempo.

Transferencia de calor

Analice las distribuciones de temperatura de los componentes para abordar los desafíos de gestión térmica.

Análisis térmico en régimen estable

Encuentre distribuciones de temperatura y otras características térmicas con cargas térmicas constantes.

Análisis térmico de transitorios

Encuentre distribuciones de temperatura y otras características térmicas con cargas térmicas que varían en el tiempo.

Gráficas de contorno de la distribución de temperatura con respecto al tiempo.

Análisis conjunto de temperatura y presión

Analice el comportamiento mecánico bajo cargas térmicas y mecánicas conjuntas.

Distribución de la presión con cargas mecánicas y térmicas combinadas.

PDE generales

Resuelva PDE que se emplean en aplicaciones habituales en ingeniería y ciencia.

PDE de segundo orden

Resuelva PDE lineales y no lineales de segundo orden para problemas estacionarios, dependientes del tiempo y de valores propios.

Membrana en forma de L con condición de frontera de Dirichlet igual a cero.

Electromagnética

Resuelva problemas de electrostática, magnetostática, conducción de CC y propagación de ondas.

Simulación electrostática de un dispositivo MEMS.

Geometría y creación de mallas

Defina la geometría y discretícela para crear modelos de elementos finitos.

Importación y creación de geometrías

Reconstruya geometrías 2D y 3D a partir de datos STL o de malla importados, o bien cree formas parametrizadas simples utilizando primitivas geométricas.

Importe o cree una geometría en MATLAB.

Generación de mallas

Genere una malla de elementos finitos utilizando elementos triangulares en 2D y elementos tetraédricos en 3D. Inspeccione y analice la calidad de la malla para evaluar la precisión de los resultados.

Genere una malla y garantice su calidad para que los resultados sean precisos.

Visualización y posprocesamiento

Calcule los datos derivados e interpolados a partir de los resultados y cree gráficas y animaciones

Representación gráfica y animación de soluciones

Visualice modelos y soluciones mediante la creación de gráficas y animaciones de la geometría, la malla, los resultados y las cantidades derivadas e interpoladas aprovechando las potentes gráficas de MATLAB. Cree varias subgráficas y personalice fácilmente las propiedades de las gráficas.

Secciones de una gráfica de contorno en 3D.

Posprocesamiento

Analice soluciones y sus gradientes en nodos de malla y otras ubicaciones interpoladas. Aproveche las amplias funcionalidades de MATLAB para profundizar en el procesamiento estadístico y el análisis de datos con Statistics and Machine Learning Toolbox y Optimization Toolbox.

Transformada rápida de Fourier del desplazamiento del extremo.

Automatización, integración y uso compartido de flujos de trabajo FEA

Automatice, integre y comparta flujos de trabajo de análisis de elementos finitos en MATLAB.

Flujos de trabajo FEA

Cree un flujo de trabajo FEA típico en MATLAB: importe o cree geometrías, genere la malla, defina la física con carga, límites y condiciones iniciales, resuelva y visualice los resultados, todo desde una sola interfaz de usuario.

  • Automatice las simulaciones FEA usando el lenguaje MATLAB® y ejecute las simulaciones más rápido con Parallel Computing Toolbox™.
  • Realice la integración con otros productos de MATLAB, tales como Simscape™ Multibody™, para crear un flujo de trabajo de principio a fin.
  • Comparta aplicaciones personalizadas con MATLAB Compiler™ y App Designer como una aplicación independiente o como una app web.

MATLAB ayuda a automatizar e integrar los flujos de trabajo FEA.

Funcionalidades más recientes

Análisis axisimétrico

Acelere las simulaciones simplificando los sólidos de revolución 3D y analizando solo las secciones axisimétricas 2D.

Geometría multidominio

Divida las celdas y rellene los vacíos para crear varios dominios con diferentes propiedades.

Transformaciones geométricas

Manipule las geometrías para obtener la orientación y el tamaño preferidos por rotación, escalado y traslación.

Amortiguamiento modal

Incluya el amortiguamiento en las simulaciones de transitorios modales y de respuesta en frecuencia.

Consulte las notas de la versión para obtener detalles sobre estas funcionalidades y las funciones correspondientes.

Finite Element Analysis in MATLAB Video Series

Watch the videos in this series to learn how to perform finite element analysis in MATLAB® using Partial Differential Equation Toolbox™.