En esta interesante entrada del blog de COMSOL, Ed Fontes nos expica cómo algunas ideas sobre la bondad de los métodos de resolución de problemas de mecánica de fluidos (CFD) muchas veces vienen dadas por hechos poco fundados. Hablamos de la contraposición del método de los elementos finitos respecto al método del volumen finito.

Algunos ingenieros creen en la superioridad de los métodos de volumen finito en comparación con los métodos de elementos finitos. Pero según Ed, en general, no existe una verdadera base científica para esta opinión y en este artículo nos desgrana por qué diferentes métodos pueden ser adecuados para diferentes problemas.

Los métodos de elementos finitos son ampliamente utilizados por la comunidad de análisis numérico para estudiar métodos numéricos para el flujo de fluidos. Existe una gran cantidad de trabajos descritos en publicaciones científicas sobre CFD y métodos de elementos finitos, así como trabajos más recientes para los métodos nodales discontinuos de Galerkin (DG), que son métodos de elementos finitos con funciones de base discontinua.

Los paquetes comerciales para CFD se basan tradicionalmente en métodos de volumen finito. Esto se debe al hecho de que, básicamente, todos los paquetes comerciales más grandes para CFD tienen los mismos antepasados. Hay una gran cantidad de trabajo y tecnología invertidos en estos métodos en la industria. Se han implementado diferentes métodos para que puedan calcular e integrar los flujos de manera eficiente y precisa tanto para mallas estructuradas (por ejemplo, hexaedros) y no estructuradas (por ejemplo, tetraedros).

Dicho esto, no hay base teórica o práctica que sustente la hipótesis de que los métodos de volumen finito son superiores a los métodos de elementos finitos para el flujo de fluidos. Primero, hay muchos métodos diferentes de volúmenes finitos y métodos de elementos finitos y algunos de estos métodos se superponen. Segundo, la implementación de un método tiene un impacto muy grande en el uso práctico de un software. Podemos decir que el paquete X parece hacer un mejor trabajo que el paquete Y para una determinada familia de problemas. Sin embargo, esto no es porque uno usa FEM y el otro FVM.

Lea el artículo completo en el blog de COMSOL para entender la diferencia entre ambos métodos.