Computer-aided engineering

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In informatica, Computer-aided engineering (spesso abbreviato come CAE, in italiano "ingegneria assistita dal computer") indica le applicazioni software che agevolano la risoluzione di problemi tecnologici tramite il calcolo numerico.

Usi tipici[modifica | modifica wikitesto]

Tutti i problemi dell'ingegneria descrivibili da equazioni sono suscettibili di essere risolti con l'ausilio di programmi CAE. Tuttavia, le categorie di problemi più frequentemente risolti tramite software CAE sono i seguenti:

  • Simulazione analogiche e simulazioni digitali di circuiti elettronici.
  • Calcolo di campi elettromagnetici (sia quelli desiderati, nel caso di progettazione di antenne, che quelli indesiderabili, nel caso di studio dell'interferenza elettromagnetica).
  • Calcolo statico o dinamico di strutture (in ingegneria civile o meccanica).

Utilizzo di un programma di CAE[modifica | modifica wikitesto]

In generale, l'utilizzo di un programma CAE si compone di tre fasi:

  • Inserimento nel computer di un modello matematico del sistema fisico da studiare (anche detto pre-processing o data-entry);
  • Calcolo numerico sul modello (solving);
  • Visualizzazione ed analisi dei risultati (post-processing o visualization).

Il CAE dei primordi[modifica | modifica wikitesto]

I primi sistemi di CAE erano condivisi da numerosi ingegneri, e non utilizzavano terminali grafici. Pertanto il loro utilizzo procedeva nel seguente modo:

  • L'ingegnere inseriva i dati numerici che descrivevano il modello in un pacco di schede perforate, oppure, utilizzando un minicomputer, li registrava su un nastro magnetico.
  • L'ingegnere consegnava a un operatore del centro di calcolo il pacco di schede o il nastro magnetico contenenti i dati, ed eventualmente anche quelli contenenti il programma di elaborazione.
  • L'operatore inseriva i dati nel computer e lanciava il programma.
  • Il programma leggeva i dati, eseguiva il calcolo e stampava i risultati su carta in forma alfanumerica, o, in alcuni casi, usando un plotter, in forma grafica.
  • L'operatore raccoglieva la carta stampata.
  • Infine, l'operatore consegnava all'ingegnere i risultati stampati.

Il CAE oggi[modifica | modifica wikitesto]

Oggi tutti i sistemi CAE hanno un'interfaccia utente grafica (GUI) basata su personal computer o su workstation grafica. Per alcuni tipi di elaborazioni particolarmente onerose, è ancora necessario utilizzare un computer condiviso di grande potenza (supercomputer), ma tale accesso avviene via rete, senza la necessità dell'intervento di un operatore.

Pertanto, l'unico utente di un sistema CAE è l'ingegnere, che opera nel seguente modo:

  • Lancia l'applicazione all'interno dell'ambiente grafico del proprio computer.
  • Crea un nuovo modello oppure carica un modello precedente (aprendo un file esistente).
  • Modifica il modello cambiandone la forma o i parametri fisici.
  • Con un apposito comando, lancia l'elaborazione del modello. A seconda del tipo di elaborazione e della complessità del modello, tale elaborazione può richiedere da una frazione di secondo ad alcune ore.
  • Visualizza sullo schermo i risultati, sotto forma di tabelle numeriche, di diagrammi grafici, o entrambi.
  • Se non è soddisfatto dei risultati, modifica il modello e rilancia il calcolo.
  • Quando è soddisfatto dei risultati, salva il modello in un file e stampa tabelle e grafici.

Il CAD/CAE[modifica | modifica wikitesto]

La fase di inserimento del modello matematico, trattandosi spesso di un modello avente una geometria complessa, viene effettuata con tecniche simili a quelle dei sistemi CAD. Alcuni programmi forniscono sia complete funzionalità di CAD che funzioni di calcolo numerico. Tali programmi sono detti di CAD/CAE.

Per esempio, un singolo programma di CAD/CAE può:

  • Permettere di disegnare un modello tridimensionale di un ponte stradale.
  • Presentare un'immagine realistica del ponte, in modo da valutarne l'impatto visivo.
  • Permettere di specificare i parametri fisici sui materiali che si intende usare per la costruzione.
  • Eseguire un calcolo di stabilità strutturale del ponte.
  • Stampare i disegni esecutivi che verranno usati in cantiere.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Altri progetti[modifica | modifica wikitesto]