Claudio Lobos
     
Mallas geométricas
Simulación Asistida por Computador

Para poder simular un objeto mediante un computador, es necesario contar con una función capaz de describirlo. Cuando la geometría de éste es compleja, generalmente es imposible encontrar dicha función y por lo tanto es necesario aproximarla a través de geometrías más simples como hexaedros, prismas, pirámides, tetraedros o un grupo de estos. Esta aproximación mediante elementos recibe el nombre de malla.

Una malla puede ser utilizada para visualización o simulación. En el primer caso, los nodos internos no son necesarios y por ello se utilizan sólo mallas de superficie, es decir, mallas que generalmente están formadas por triángulos o "paralelogramos" (se puede entender como caras cuadradas que a veces se deforman). Cada cara es capaz de representar diferentes propiedades visuales como color, textura y transparencia. La mayor aplicación de mallas de superficie se encuentra en el área del entretenimiento como la animación y los juegos de videos.

En el caso de una malla volumétrica (donde los elementos invisibles de la malla son utilizados) la mayor aplicación es la simulación de ecuaciones físicas para análisis estructural, deformaciones, fracturas, el efecto del calor, entre otras. En estos casos la "fuerza" será evaluada en los nodos de los elementos y el resultado final de la simulación será la suma de todos los efectos locales causado en cada nodo. Este tipo de simulaciones se describe mediante un conjunto de Ecuaciones Diferenciales Parciales (EDPs) y su solución es obtenida mediante un método numérico como: Elementos Finitos, Volúmenes Finitos o Diferencias finitas.

Dos variables pueden ser ajustadas para simular los distintos tipos de material: la tensión y la rigidez. Estas propiedades pueden diferir de un elemento a otro causando distintos compartamientos y por ende, la simulación de un objeto.

Malla de huesos del pie

Las imágines de arriba muestran dos Mallas de Volumen de los huesos del pie. Mientras el modelo de la izquierda es menos preciso, permite obtener cómputos de simulación rápidos. Por otro lado, el modelo de la derecha se debe emplear cuando se necesitan resultados precisos.

Ambas mallas son de elementos mixtos, es decir, heaedros, prísmas, pirámides y tetraedros.

Esta malla puede ser utilizada por el Método de Elementos Finitos para simular presión sobre el pie bajo variadas circunstancias.

Ambas mallas se extrajeron de la memoria de ingenierĂ­a de Pablo Riedemann donde el objetivo era producir mallas utilizando la GPU como un potente procesador paralelo. La malla de la izquierda fue producida en 3 segundos mientras que la derecha tomó 1122 segundos (18,7 minutos). Con un computador "normal" (Intel Core i5 - 3.3 GHz con tarjeta Nvidia GTX 570).