Otimização estrutural evolucionária em problemas de interação fluido-estrutura

Resumo

Este projeto tem como objetivo principal a construção de uma ferramenta computacional que auxilie na análise e na síntese de sistemas multifísicos com interação fluido-estrutura. Pretende-se desenvolver uma metodologia de otimização evolucionária associada com o Método dos Elementos Finitos em problemas acoplados estruturais, fluídicos e acústicos. O intuito é obter uma ferramenta de uso amplo para síntese de sistemas com interação fluido-estrutura. Para essa metodologia, é proposta neste trabalho a aplicação dos métodos heurísticos ESO/BESO (Evolutionary Structural Optimization/Bi-directional Evolutionary Structural Optimization) de otimização topológica, considerando a facilidade de combinação entre os métodos evolucionários e solvers comerciais de elementos finitos. O método clássico SIMP, baseado em programação matemática e no método da homogeneização, também será implementado para este tipo de aplicação e comparado com a metodologia evolucionária proposta. Preliminarmente à implementação dos métodos, faz-se necessária o estudo das sensibilidades dos sistemas multifísicos. A análise de sensibilidade é a base fundamental de todo o processo de otimização e engloba o cálculo dos gradientes e/ou das derivadas discretas das equações que regem os sistemas a serem otimizados. Esta etapa do projeto, solicitada neste projeto BEPE-FAPESP, será realizada na Universidade de Tecnologia de Delft juntamente com o Prof. Dr.ir. Matthijs Langelaar. Os códigos e modelos de dinâmica dos fluidos desenvolvidos em Delft serão incorporados aos modelos de interação fluido-estrutura implementados no Departamento de Mecânica Computacional (DMC) da Unicamp. (AU)