In informatica e ingegneria, con la locuzione Computer-aided engineering (in acronimo CAE, ) si indica una classe di metodi di lavoro e sistemi software associati che agevolano la risoluzione di problemi ingegneristici utilizzando tecniche di calcolo numerico automatizzato.
Usi tipici 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: Simulazioni 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 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 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 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 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.
Note
Voci correlate Computer-aided design Computer-aided manufacturing (CAM) Analisi numerica Analisi agli elementi finiti (FEA) Fluidodinamica computazionale (CFD) Tekla corporation
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Categoria:Computer-aided technologies Categoria:Ingegneria meccanica