Técnicas para redução do custo computacional em problemas de otimização de risco baseada em desempenho

• Processo: 23/02504-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: André Teófilo Beck
• Beneficiário: Isabela Durci Rodrigues
• Supervisor: Seymour Milton John Spence
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Michigan, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 20/14072-7 - Otimização do desempenho de estruturas de concreto armado sujeitas a ações sísmicas, BP.DR
• Assunto(s): Engenharia sísmica Riscos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Kriging metamodel | Modeling Order Reduction | performance-based earthquake engineering | Risk optimization | Engenharia Sísmica

Resumo

O presente projeto de pesquisa está associado com o projeto de Doutorado número 2020/14072-7, intitulado "Otimização do desempenho de estruturas de concreto armado sujeitas a ações sísmicas". O projeto busca investigar e implementar técnicas para redução do esforço computacional necessário para resolver problemas de otimização de risco baseada em desempenho propostos no projeto de pesquisa associado, considerando a metodologia do Projeto de Engenharia Sísmica Baseado em Desempenho (PBEE). As técnicas que serão estudadas incluem Kriging, aprendizado de máquina, redução de ordem do modelo (MOR) e combinações entre elas. O projeto de engenharia baseado em desempenho (PBE) para diversas ameaças é uma metodologia amplamente adotada por pesquisadores no mundo, por revelar cenários de risco e potenciais perdas atreladas ao desempenho de uma estrutura sujeita a desastres naturais na tomada de decisão. Atrelado ao conhecimento sobre o desempenho estrutural, os pesquisadores também buscam uma redução na vulnerabilidade de estruturas sujeitas às ameaças, integrando naturalmente o problema a técnicas de otimização. Porém, o esforço computacional necessário para a otimização de risco baseada em desempenho pode se tornar proibitiva, já que se faz necessário avaliar a desempenho estrutural de forma probabilística dentro da iteração do otimizador. Se o problema de otimização caracterizar uma otimização multi-objetivo, comum no ramo do PBE, a resolução se torna ainda mais custosa computacionalmente. Esse projeto busca complementar os conhecimentos do grupo de pesquisa no Brasil com a experiência do grupo de pesquisa do Prof. Spence na Krigagem e redução de ordem do modelo (MOR), assim como em outras técnicas avançadas para redução do esforço computacional na solução de problemas dinâmicos estocásticos. As técnicas buscam aproximar a resposta da estrutura considerando uma ação sísmica, assim como acelerar as iterações do algoritmo de otimização que será transformado em um problema de otimização multi-objetivo. O estágio de pesquisa no exterior é fundamental para impulsionar a tese de Doutorado da candidata, financiada pela FAPESP. (AU)