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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
Vigência (Início): 01 de setembro de 2023
Vigência (Término): 31 de agosto de 2024
Área do 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
Local de pesquisa: 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)

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