Diseño impulsado por campo acoplado y simulación numérica para la educación en ingeniería

Las crecientes capacidades de fabricación aditiva han relajado las restricciones de complejidad del diseño en ingeniería en los últimos años. Sin embargo, la educación en ingeniería ha quedado rezagada en la presentación de métodos que aprovechen la libertad incrementada para sus estudiantes. Este artículo propone la integración de modelado de simulación numérica en los cursos tradicionales de ingeniería mecánica junto con la implementación de enfoques de diseño impulsado por campo en clases centradas en el diseño. A pesar de ser comunes en entornos profesionales tanto en la industria como en la academia, los estudiantes de ingeniería de pregrado a menudo tienen poca o ninguna exposición a técnicas de modelado computacional sin tomar cursos electivos o realizar investigaciones académicas. Al presentar la teoría tradicional junto con simulaciones numéricas que ilustran contenido coincidente, se les ofrecen a los estudiantes múltiples enfoques para un problema dado que sirven para mejorar la comprensión del material fundamental mientras desarrollan gradualmente una habilidad comercializable que puede ser utilizada a lo largo de una carrera en ingeniería. Además, el establecimiento de competencia en modelado computacional abre la puerta a nuevas metodologías de diseño que pueden ser utilizadas para iterar a través de modelos 3D diseñados. El diseño impulsado por campo es una de esas metodologías que beneficiaría enormemente a los estudiantes de pregrado en sus cursos. La interconexión del modelado de simulación numérica, el diseño impulsado por campo y las habilidades de modelado 3D actualmente enfatizadas fortalece la comprensión de los estudiantes sobre la evaluación y la iteración de productos y mejora la empleabilidad de los graduados en ingeniería mecánica.