Desarrollo de un método eficiente de mallado 3D para simulaciones sísmicas en zonas urbanas basado en la triangulación de Delaunay en paralelo

• Autores: Palacios Espinoza, Julian Miller, Guizado Caceres, Elvis Daniel, Tarrillo Torres, Alberth Peter, Diaz Figueroa, Miguel Augusto, Ortiz Galindo, Kevin Anthony, Esparza Requejo, Gabriela del Carmen
• Formato: artículo
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: Revistas - Universidad Nacional de Ingeniería
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:oai:revistas.uni.edu.pe:article/2513
• Enlace del recurso: https://revistas.uni.edu.pe/index.php/tecnia/article/view/2513
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Mesh generation; Earthquake simulation; Finite element method; Digital twins; Generación de mallas; Simulación de terremotos; Método de elementos finitos; Gemelos digitales

Para estimar el impacto de los terremotos en áreas urbanas, los investigadores convencionalmente utilizan modelos simplificados de estructuras urbanas para simulaciones. Sin embargo, los avances recientes en tecnología ahora permiten predicciones de respuesta ante terremotos más precisas a través de modelos de alta fidelidad y gemelos digitales. Los programas convencionales de generación de mallas pueden producir modelos 3D generales, pero no están optimizados para simulaciones urbanas a gran escala, donde el refinamiento de la malla cerca de las interfaces de los materiales es esencial. En este estudio, desarrollamos un método eficiente basado en la triangulación de Delaunay para simulaciones a escala urbana mediante la partición del modelo 3D en subdominios. El método propuesto utiliza de manera integrada la información del modelo de elevación digital y del modelo de velocidades sísmicas. Usando el método propuesto en una máquina de memoria compartida con 64 procesos en paralelo, generamos un modelo urbano 3D de alta fidelidad con 6,638,350 elementos tetraédricos y  millones de grados de libertad en 258 segundos. Con el fin de demostrar la aplicabilidad del modelo generado, se llevó a cabo una simulación de propagación de ondas a gran escala empleando el software gQuake, completándose el cómputo en tan solo 11.5 minutos. Los resultados muestran que el método propuesto reduce significativamente el tiempo de generación de mallas para geometrías urbanas complejas, mejorando la eficiencia de las simulaciones de terremotos a gran escala.