Otimização topológica de sistemas acústico-estrutura em domínio de alta frequência

• Processo: 22/00010-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Renato Pavanello
• Beneficiário: Heitor Nigro Lopes
• Supervisor: Mattias Schevenels
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Leuven, Leuven (KU Leuven), Bélgica
• Vinculado à bolsa: 19/05393-7 - Maximização de frequências naturais e da separação de frequências de estruturas contínuas por um método de otimização topológica evolucionária, BP.DD
• Assunto(s): Otimização estrutural Otimização topológica Sistemas complexos Fenômenos físicos Acústica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: band gap | Beso | Natural frequency | Topology Optimization | Otimização estrutural

Resumo

A modelagem de sistemas complexos que envolvem a interação de diferentes fenômenos físicos são um dos desafios da engenharia mecânica atualmente. Neste contexto, deseja-se estudar, desenvolver, implementar e validar metodologias de otimização topológica que acoplem acústica e vibração estrutural de forma robusta e eficiente. Isso possibilita o uso dessa metodologia em intervalos de frequência maiores que as usualmente já são trabalhadas com métodos consolidados de otimização estrutural. O methodo Bi-directional Evolutionary Structural Optimization (BESO) para otimização topológica será estudado e implementado com a formulação segregada de interação acústico-estrutura. Esta combinação permitirá uma melhor formulação da interface entre domínios sólido e acústico. O problema de otimização é formulado como a maximização da separação entre autovalores em relação a uma frequência de operação. Os maiores desafios são o desenvolvimento de uma interpolação adequada entre as fases sólida e acústica e a solução eficiente do auto-problema não-hermitiano. Esse método poderá ser usado em diversos problemas, incluindo o projeto de barreiras acústicas, paredes absortivas, permitindo que engenheiros projetem estruturas e componentes mais inovadoras, confiáveis e ambientalmente seguras. (AU)