Otimização Estrutural Evolucionária em Problemas de Interação Fluido-Estrutura

• Processo: 12/09578-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2013
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Renato Pavanello
• Beneficiário: Renato Picelli Sanches
• Supervisor: Matthijs Langelaar
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Delft University of Technology (TU Delft), Holanda
• Vinculado à bolsa: 11/09730-6 - Otimização Estrutural Evolucionária em Problemas de Interação Fluido-Estrutura, BP.DR
• Assunto(s): Interação fluido-estrutura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Elementos Finitos | interação fluido-estrutura | Otimização Estrutural Evolucionária | otimização topológica | Síntese e 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. Para essa metodologia, é proposta neste trabalho a aplicação dos métodos heurísticos ESO/BESO (Evolutionary Structural Optimization/Bi-directional Evolutionary Structural Optimization) de otimização topológica, considerando a facilidade de combinação entre os métodos evolucionários e solvers comerciais de elementos finitos. 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. Preliminarmente à implementação dos métodos, faz-se necessária o estudo das sensibilidades dos sistemas multifísicos. A análise de sensibilidade é a base fundamental de todo o processo de otimização e engloba o cálculo dos gradientes e/ou das derivadas discretas das equações que regem os sistemas a serem otimizados. Esta etapa do projeto, solicitada neste projeto BEPE-FAPESP, será realizada na Universidade de Tecnologia de Delft juntamente com o Prof. Dr.ir. Matthijs Langelaar. Os códigos e modelos de dinâmica dos fluidos desenvolvidos em Delft serão incorporados aos modelos de interação fluido-estrutura implementados no Departamento de Mecânica Computacional (DMC) da Unicamp.