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Otimização topológica evolucionária de sistemas poro-elasto-acústicos

Processo: 13/20022-9
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2014
Vigência (Término): 31 de março de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
Pesquisador responsável:Renato Pavanello
Beneficiário:William Martins Vicente
Supervisor no Exterior: Yi Min Xie
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Local de pesquisa : RMIT University, Melbourne, Austrália  
Vinculado à bolsa:13/00085-6 - Otimização topológica evolucionária de sistemas multifísicos poro-elasto-acústicos acoplados, BP.PD
Assunto(s):Método dos elementos finitos

Resumo

O principal foco deste trabalho é a otimização topológica estrutural de sistemas acoplados multifásicos. 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 e o algoritmo de otimização a ser desenvolvido serão baseados nos métodos evolucionários de otimização estrutural ESO/BESO (Evolutionary Structural Optimization/Bi-directional Evolutionary Structural Optimization). A análise de sensibilidade do sistema multifísico e a implementação do algoritmo de otimização serão feitos durante o estágio da pesquisa no exterior na Universidade RMIT em Melbourne sob a supervisão do Prof. Mike Xie. O problema de otimização envolve a minimização da resposta em frequência do sistema, que poderá ser o deslocamento, a pressão ou outra variável secundária. 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. (AU)

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)
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: 18.
VICENTE, W. M.; PICELLI, R.; PAVANELLO, R.; XIE, Y. M. Topology optimization of frequency responses of fluid-structure interaction systems. FINITE ELEMENTS IN ANALYSIS AND DESIGN, v. 98, p. 1-13, JUN 2015. Citações Web of Science: 32.

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