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Otimização estrutural evolucionária em problemas de interação fluido-estrutura

Processo: 11/09730-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2012
Vigência (Término): 30 de setembro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
Pesquisador responsável:Renato Pavanello
Beneficiário:Renato Picelli Sanches
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):12/09578-2 - Otimização estrutural evolucionária em problemas de interação fluido-estrutura, BE.EP.DR
Assunto(s):Interação fluido-estrutura   Otimização topológica   Otimização estrutural

Resumo

Este projeto tem como objetivo principal a construção de uma ferramenta computacional que auxilie na análise e na síntese de sistemas multifísicos com interação fluido-estrutura. Pretende-se desenvolver uma metodologia de otimização evolucionária associada com o Método dos Elementos Finitos em problemas acoplados estruturais, fluídicos e acústicos. O intuito é obter uma ferramenta de uso amplo para síntese de sistemas com interação fluido-estrutura. Os métodos heurísticos ESO/BESO (Evolutionary Structural Optimization/Bi-directional Evolutionary Structural Optimization) de otimização topológica evolucionária serão estudados considerando critérios de projeto relativos à análise estática e dinâmica, respeitando-se as restrições em deslocamentos e forças para o meio sólido e vazões para o meio fluido. O método clássico SIMP, baseado em programação matemática e no método da homogeneização, também será implementado para este tipo de aplicação e comparado com a metodologia evolucionária proposta. O projeto envolve o uso de malhas de elementos finitos hexagonais visando a eliminação de problemas de tabuleiro de xadrez e a obtenção de topologias com contornos mais suaves. As aplicações propostas para a realização deste estudo são amplas e diversas. Ênfase será dada aos casos de estruturas submersas e para o caso de fluido confinado, considerando-se aplicações em fluidos compressíveis e incompressíveis, sistemas micro-fluídicos, análise dinâmica de tanques/reservatórios e problema de massa adicional em estruturas submersas.

Publicações científicas (5)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
PICELLI, R.; VICENTE, W. M.; PAVANELLO, R. Evolutionary topology optimization for structural compliance minimization considering design-dependent FSI loads. FINITE ELEMENTS IN ANALYSIS AND DESIGN, v. 135, p. 44-55, NOV 1 2017. Citações Web of Science: 4.
PICELLI, R.; VAN DIJK, R.; VICENTE, W. M.; PAVANELLO, R.; LANGELAAR, M.; VAN KEULEN, F. Topology optimization for submerged buoyant structures. ENGINEERING OPTIMIZATION, v. 49, n. 1, p. 1-21, JAN 2017. Citações Web of Science: 6.
VICENTE, W. M.; ZUO, Z. H.; PAVANELLO, R.; CALIXTO, T. K. L.; PICELLI, R.; XIE, Y. M. Concurrent topology optimization for minimizing frequency responses of two-level hierarchical structures. COMPUTER METHODS IN APPLIED MECHANICS AND ENGINEERING, v. 301, p. 116-136, APR 1 2016. Citações Web of Science: 29.
PICELLI, R.; VICENTE, W. M.; PAVANELLO, R.; XIE, Y. M. Evolutionary topology optimization for natural frequency maximization problems considering acoustic-structure interaction. FINITE ELEMENTS IN ANALYSIS AND DESIGN, v. 106, p. 56-64, NOV 15 2015. Citações Web of Science: 16.
PICELLI, R.; VICENTE, W. M.; PAVANELLO, R. Bi-directional evolutionary structural optimization for design-dependent fluid pressure loading problems. ENGINEERING OPTIMIZATION, v. 47, n. 10, p. 1324-1342, OCT 3 2015. Citações Web of Science: 14.
Publicações acadêmicas
(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)
SANCHES, Renato Picelli. . 2015. Tese de Doutorado - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica.

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