Avances en Ciencias e Ingenieria Vol. 3 nro 3 año 2012 Articulo 13

PROGRAMACIÓN DE ALGORITMOS COMPUTACIONALES PARA LA SIMULACIÓN DE ESTRUCTURAS DE GRANO

PROGRAMMING COMPUTER ALGORITHMS FOR SIMULATING GRAIN STRUCTURES


Adán Ramírez-López1,2, David Muñoz-Negrón1, Alejandro Cruz-Ramírez3, Ángel de J. Morales-Ramírez3 (1) Instituto Tecnológico Autónomo de México (ITAM), Departamento de Ingeniería Industrial, Av. Río Hondo num. 1, Col. Progreso, Tizapan, México-D.F., CP. 01080 (2) Universidad Autónoma Metropolitana (UAM-Azc.), Departamento de Materiales. Edif. «P», Av. San Pablo # 180, Col. Reynosa, México-D.F., CP. 02200 (3) Instituto Politécnico Nacional (I.P.N.-ESIQIE), Laboratorio de Análisis Metalúrgicos Edif. «6» y Edif. «Z», Unidad Profesional Adolfo López Mateos (Zacatenco), México-D.F., CP 07738
Resumen

El presente trabajo ilustra la descripción de rutinas computacionales basadas en diferentes modelos para la simulación de estructuras de grano. Métodos de Monte Carlo y de generación de números aleatorios son utilizados en conjunto a modelos geométricos y de autómatas celulares para generar diferentes morfologías en los granos y desplegarlas gráficamente en las pantallas de las computadoras. Además la influencia de los factores matemáticos y de los procesos computacionales empleados sobre la estructura de grano obtenida es descrita en detalle. Aunque los modelos geométricos son los mas simples y crean estructuras de grano similares a la realidad, tienen limitaciones debidas a la sencillez de su programación; mientras que los modelos de autómatas celulares y acoplados pueden ser empleados para generar estructuras más complejas y tomando como base reglas de generación y evolución. .

Abstract

The present work shows the description of the computational routines based on simulation models. Monte Carlo methods and random number generation routines are used with geometrical models and cellular automata to create metallic grains with particular morphologies and be displayed on the screen. Moreover, the influence of the mathematical factors and the computational procedures employed over the final grain structure is explained in detail. Although geometrical models are the simplest, and reproduce some of the grain features, these also have son limits due to simplicity on programming; whereas cellular automata and coupled models can be employed to create more sophisticated grain structures based on specific rules for evolution.

Palabras clave: estructuras de grano; algoritmos computacionales; autómatas celulares; métodos numéricos Keywords: grain structure; computational algorithms; cellular automata; numerical methods