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Otimização topológica evolucionária de sistemas multifísicos poro-elasto-acústicos acoplados

Processo: 13/00085-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de maio de 2013
Vigência (Término): 30 de abril de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
Pesquisador responsável:Renato Pavanello
Beneficiário:William Martins Vicente
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):13/20022-9 - Otimização topológica evolucionária de sistemas poro-elasto-acústicos, BE.EP.PD
Assunto(s):Método dos elementos finitos   Otimização topológica   Poroelasticidade   Interação fluido-estrutura

Resumo

A modelagem e projeto de sistemas complexos envolvendo a interação de fenômenos físicos diversos que ocorrem em escalas de tempo e espaços distintas é um dos principais paradigmas atuais da engenharia mecânica. Neste contexto, pretende-se desenvolver, implementar e validar uma metodologia para a otimização topológica evolucionária de sistemas multifísicos poro-elasto-acústicos usando-se técnicas computacionais eficientes. O método de otimização topológica evolucionária proposto envolve três etapas: A obtenção da resposta do sistema, a análise de sensibilidade e o algoritmo de evolução. A etapa de análise do sistema é feita usando-se o método dos elementos finitos com a formulação mista não simétrica u-p. A análise de sensibilidade é feita usando o método direto com uma técnica do tipo diferenças finitas. Na etapa de otimização será proposto um método heurístico do tipo ESO/BESO (Evolutionary Structural Optimization/ Bi-directional Evolutionary Structural Optimization). O problema de otimização envolve a minimização da resposta em frequência do sistema, que poderá ser o deslocamento, a pressão ou outra variável secundária. Para sistemas sujeitos a carregamentos estáticos, pretende-se ainda maximizar a rigidez estrutural do sistema para um dado volume final prescrito. A formulação micro-macro de Biot-Allard será implementada para domínios bidimensionais e tridimensionais e incorporada a um programa de otimização topológica evolucionária. As aplicações para a ferramenta a ser desenvolvida são amplas e encontram-se em diversas áreas da engenharia, tais como, na redução de ruídos no interior de aeronaves e automóveis, no projeto de estruturas offshore, na melhoria de instrumentos musicais, entre outras.

Publicações científicas
(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)
AZEVEDO, F. M.; MOURA, M. S.; VICENTE, W. M.; PICELLI, R.; PAVANELLO, R. Topology optimization of reactive acoustic mufflers using a bi-directional evolutionary optimization method. STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION, v. 58, n. 5, p. 2239-2252, NOV 2018. Citações Web of Science: 0.
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.

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