Método de otimização topológica aplicado a escoamentos incompressíveis laminares transientes bidimensionais

dc.contributor.advisor1Saenz, Juan Sergio Romero
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-4469-3692
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5239907504083223
dc.contributor.authorMatos, Victor Elias Rosa Moscon de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6112-5104
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6440724710147447
dc.contributor.referee1Silva, Emílio Carlos Nelli
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-1715-1713
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4065779842533056
dc.contributor.referee2Lara, Luciano de Oliveira Castro
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000313292957
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1675675424615229
dc.date.accessioned2024-05-30T00:50:22Z
dc.date.available2024-05-30T00:50:22Z
dc.date.issued2021-12-16
dc.description.abstractSince before the beginning of industrial activity in the world, the flow of fluids has played an important role in the development of humanity. The importance of the study and knowledge of the phenomena of fluid flow are fundamental for the development of new technologies in the field of engineering and medicine. This work aims to implement topological optimization in two-dimensional laminar transient flows. First, all the flow conditions and their variations in time are calculated from the Navier-Stokes equation, and the finite element method is implemented to approximate the differential equations. Then, the topological optimization process is started, using as objective the minimization of the pressure drop in a predefined domain, in which a model of material in porous medium is used; a method based on the objective function gradient is used to define the sensitivity analysis. The concept of permeability is seen throughout the development, in which each element is interpolated between fluid and solid in an iterative process, so that in each update the objective of reducing energy loss along a domain is optimized, in which the final result of this process is the optimal geometry for the proposed problem.
dc.description.resumoDesde antes do início da atividade industrial no mundo, os escoamento de fluídos desempenham um papel importante para o desenvolvimento da humanidade. A importância do estudo e o conhecimento dos fenômenos do escoamento de fluídos são fundamentais para o desenvolvimento de novas tecnologias no ramo da engenharia e da medicina. Este trabalho visa implementar a otimização topológica em escoamentos transientes laminares bidimensionais. Primeiramente, são calculadas todas as condições do escoamento e suas variações no tempo a partir da equação de Navier-Stokes, e o método de elementos finitos é implementado para a aproximação das equações diferenciais. Então, é iniciado o processo de otimização topológica, utilizando-se como objetivo a minimização da perda de carga em um domínio predefinido, em que é empregado um modelo de material em meio poroso; um método baseado no gradiente da função objetivo é utilizado para a definição da análise de sensibilidade. O conceito de permeabilidade é visto ao longo do desenvolvimento, no qual cada elemento é interpolado entre fluído e sólido em um processo iterativo, de modo que em cada atualização o objetivo de redução da perda de energia ao longo de um domínio é otimizado, em que o resultado final desse processo é a geometria ótima para o problema proposto.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15343
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectOtimização topológica
dc.subjectescoamento transiente
dc.subjectdinâmica dos fluídos computacional
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleMétodo de otimização topológica aplicado a escoamentos incompressíveis laminares transientes bidimensionais
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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