Bolsa 24/05442-6 - Otimização topológica - BV FAPESP
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Avançando na otimização do projeto estrutural de fundações e estruturas de suporte de turbinas eólicas

Processo: 24/05442-6
Modalidade de apoio:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2025
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica - Estruturas Navais e Oceânicas
Pesquisador responsável:Renato Picelli Sanches
Beneficiário:Kamilla Emily Santos Silva
Supervisor: Josephine Voigt Carstensen
Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Instituição Anfitriã: Massachusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:22/10008-8 - Avançando as fronteiras da otimização do projeto estrutural aplicado a turbinas eólicas offshore fixas, BP.DR
Assunto(s):Otimização topológica
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Additive Manufacturing | Binary design variables | Experimental tests | Support structures | Topology Optimization | Wind turbine foundations | Otimização topológica

Resumo

A crescente procura por fontes de energia sustentáveis impulsionou significativamente o desenvolvimento da energia eólica como uma alternativa viável e amiga do ambiente. Apesar dos avanços significativos neste sector ao longo dos últimos anos, pouca atenção tem sido dirigida ao avanço e inovação das suas fundações e estruturas de suporte, que são fundamentais para garantir a confiabilidade e longevidade dos sistemas de energia eólica. Os métodos de otimização de topologia estrutural oferecem caminhos promissores para inovação, atendendo à necessidade de maior eficiência estrutural em aplicações de energia eólica. Este projeto visa desenvolver metodologias de otimização topológica para fundações e estruturas de suporte de turbinas eólicas, incorporando considerações cruciais de restrições de fabricação e validando resultados através de testes experimentais. Para isso, o método TOBS (Otimização Topológica de Estruturas Binárias) é empregado para resolver o problema de otimização usando variáveis de projeto binárias {0,1} e programação linear inteira sequencial. Serão abordados dois tipos de estruturas: fundações estruturais onshore e suportes offshore tipo treliça, ambos não explorados na literatura existente. O objetivo é superar lacunas e contribuir para avanços diretos no campo da energia eólica, bem como insights valiosos para otimização topológica em geral. Serão exploradas aplicações considerando projetos tridimensionais (3D) e cargas reais de projeto para destacar o potencial das metodologias propostas. Além disso, serão realizados testes experimentais para avaliar e validar a eficácia dos projetos otimizados obtidos. A pesquisa no exterior deverá ser supervisionada pela Prof. Josephine Carstensen do Massachusetts Institute of Technology (MIT), proporcionando avanços científicos relevantes para o projeto em andamento e para a comunidade de pesquisa como um todo.

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