Abril 2015 vol. 1 num. 1 - Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria

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DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR PARA SISTEMAS COM ACOPLAMENTO ELASTOPLÁSTICO E DIFUSIVO

DEVELOPMENT OF SIMULATOR FOR SYSTEMS WITH ELASTOPLASTIC COUPLING AND DIFFUSIVE

Cruz, Felipe Augusto ; Barbosa, José Maria Andrade ; Santos, Félix Christian Guimarães ;

Artigo Completo:

Os simuladores voltados para mecânica computacional são um recurso tecnológico e foram construídos para preverem uma situação da realidade, ou pelo menos tentar se aproximar o máximo possível da mesma. O simulador é uma ferramenta criada que juntamente com simulações, que são configurações variadas para um mesmo simulador, permite avaliar o comportamento de um fenômeno físico que foi anteriormente implementado. O Método do Elemento Finito é uma forma de se obter uma aproximação de um modelo matemático que descreve um comportamento físico. Este método é frequentemente utilizado na área da mecânica computacional, pois é uma importante ferramenta para solução de problemas com equações diferenciais e integrais que são frequentemente utilizadas nos ramos das engenharias. O MPhyScas (Multi-Physics Multi-Scale Solver Environment) é um ambiente computacional dedicado a simular problemas de fenômenos acoplados, ou seja, um conjunto de fenômenos interagindo uns com os outros, levando em consideração o tempo e o espaço. Estes fenômenos podem ser interpretados como sendo as deformações de sólidos, transferência de calor, campos eletromagnéticos, entre outros. Algumas soluções de problemas elásticos, plásticos, transferência de calor, são conhecidas, entretanto quando estes fenômenos interagem mutuamente cria-se um novo problema que geralmente possui uma solução muito mais complexa. Com base neste ambiente, é necessário adquirir programas que possuam a capacidade de trabalhar com vários fenômenos atuantes ao mesmo tempo. O MPhyScas, por possuir uma estrutura em camadas e fornecer um ambiente dedicado a interação entre vários fenômenos, foi utilizado no desenvolvimento deste trabalho. Este trabalho tem o objetivo de desenvolver simuladores e simulações (utilizando o MPhyScas) para problemas multifísicas. Inicialmente foram criados simuladores e simulações para problemas envolvendo apenas um fenômeno. Após testes realizados e comparações com as soluções analíticas criadas, foram construídos outros simuladores e configurados adequadamente para os problemas envolvendo, simultaneamente, os fenômenos de elasticidade, plasticidade e difusão.

Artigo Completo:

Simulations focused on computational mechanics are technological resource and were built to forecast a real situation, or at least try to bring as much of it. The simulator is a tool created by different configurations that allow the evaluation of one physical process previously modeled. The Finite Element Methods is one way to obtain an approximation of a mathematical model that describes a physical behavior of one particular process. This method is frequently used in computational mechanics methods, because is an important tool for solving problems with differential and integral equations which are very common in engineering areas. MPhyScas (Multi-Physics Multi-Scale Solver Environment) is a computational environment dedicated to simulations of coupled phenomena problems, in other words, a set of phenomena interacting one to another, and considering time and space effects. This phenomena can be interpreted, for example, as deformations in solids, heat transfer and electromagnetic fields. Solutions for elastic, plastic and heat transfer problems, for example, are well know, but a new problem arise when all these phenomena are interacting one to another. The solution for problems with high levels of complexity that involves interactions among multiple phenomena, is not clear and represents one of the major challenges in computational mechanics . Based on this environment , there is a need for software that has the ability to work with several phenomena acting simultaneously. MPhyScas was used to the analysis in this project because it presents layer structure and is dedicated to the set of phenomena interactions. The aim of this dissertation is to develop simulators and simulations (using MPhyScas environment) for multi-physics problems. Simulators and simulations were initially created for problems involving only one phenomenon. After the tests and comparisons with the analytical solutions, other simulators were built and accordingly configured to the problems involving elasticity, plasticity and diffusion phenomena.

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Palavras-chave: método do elemento finito, multifísicas, plasticidade, simulação, finite element method, multi-physics, plasticity, simulation,

Palavras-chave: ,

DOI: 10.5151/mathpro-cnmai-0029

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Como citar:

Cruz, Felipe Augusto; Barbosa, José Maria Andrade; Santos, Félix Christian Guimarães; "DESENVOLVIMENTO DE UM SIMULADOR PARA SISTEMAS COM ACOPLAMENTO ELASTOPLÁSTICO E DIFUSIVO", p. 139-148 . In: Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria [= Blucher Mathematical Proceedings, v.1, n.1]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN em b-reve, DOI 10.5151/mathpro-cnmai-0029

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