Desenvolvimento de um Método de Otimização Topológica Aplicada a Estrutura Flutuantes do Tipo Placa Considerando Analises Hidroelásticas

• Processo: 24/17500-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica - Estruturas Navais e Oceânicas
• Pesquisador responsável: Renato Picelli Sanches
• Beneficiário: Igor Barros Baraçal
• 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): Otimização topológica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Hydroelastic loads | Lightweight ships | Offshore Structures | Ship Structural Design | Sustainable ships | Topology Optimization | Otimização Topológica

Resumo

A abordagem conservadora do projeto estrutural em Arquitetura Naval, embora priorize a segurança e a confiabilidade, muitas vezes resulta em uma pegada de carbono elevada devido ao uso excessivo de materiais e métodos de construção com alta demanda energética. Esta pesquisa visa desenvolver uma abordagem inovadora para o projeto de estruturas navais mais leves e sustentáveis, utilizando otimização topológica. As estruturas navais possuem especificações fundamentais que devem ser consideradas durante a otimização, como cargas hidroelásticas e questões de autossuficiência. Para lidar com esses desafios, o Método dos Elementos Finitos será empregado, utilizando o software COMSOL Multiphysics para modelar estruturas flutuantes em um ambiente hidroelástico. O COMSOL Multiphysics é uma ferramenta versátil que facilita a aplicação de condições de contorno adicionais, como a supressão de movimento rígido e calados dependentes de massa, essenciais para a simulação de estruturas flutuantes. O método Solid Isotropic Material with Penalization (SIMP) será utilizado para abordar o problema da minimização da conformidade, sujeito a restrições de volume e centro de gravidade. Além disso, está planejado um período de 4 meses de pesquisa no exterior, durante o qual o candidato testará uma estrutura de placa 3D na Delft University of Technology. Espera-se que os resultados contribuam significativamente para os avanços científicos no campo.