Otimização topológica evolucionária de sistemas poro-elasto-acústicos

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)