Otimização de Máquinas Elétricas de Relutância Variável pelo Método da Otimização Topológica

• Processo: 23/09304-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Acordo de Cooperação: BG E&P Brasil (Grupo Shell)
• Pesquisador responsável: Emílio Carlos Nelli Silva
• Beneficiário: Bruno Henrique Fiorindo Paschoal
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Empresa: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP)
• Vinculado ao auxílio: 20/15230-5 - Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I, AP.PCPE
• Assunto(s): Método dos elementos finitos Motores elétricos Otimização topológica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Método dos Elementos Finitos | Motores Elétricos | otimização topológica | Otimização Computacional Topológica

Resumo

Este trabalho se insere no escopo de pesquisa da Otimização Topológica Multifísica. A otimização topológica é capaz de otimizar a distribuição espacial do material de uma estrutura em um domínio, maximizando algum aspecto desejado. No caso deste trabalho, o foco da otimização é a maximização da força eletromagnética do motor elétrico em questão por meio da alteração de sua geometria . Atualmente, há uma grande preocupação em relação à viabilidade e à eficiência energética de motores elétricos em certas aplicações. Nesse sentido, busca-se, através da aplicação da otimização topológica, uma melhora na relação peso-potência e na eficiência energética de motores elétricos de relutância variável mediante a minimização do peso de componentes no motor mantendo a mesma ou aumentando a magnitude da força eletromagnética. Isto será realizado utilizando-se as equações diferenciais de Maxwell. O objetivo deste trabalho é implementar, através da plataforma FEniCS, juntamente às bibliotecas Dolfin-Adjoint e IPOPT, um algoritmo capaz de utilizar a otimização topológica para obter arquiteturas do motor que carreguem consigo as melhorias citadas acima . Este estudo será fundamentado no Método dos Elementos Finitos para a implementação de soluções numéricas. O aluno, que possui conhecimentos prévios relacionados a modelagem e simulação com o FEniCS, irá realizar este projeto seguindo os passos estabelecidos no Plano de Trabalho, no tempo estimado do Cronograma. (AU)