Desenvolvimento de um simulador para problemas multi-físicas

Abstract

Simulação de fenômenos naturais acoplados, tais como evolução do dano em materiais devido carregamentos mecânicos e químicos estão se tornando uma prática importante na engenharia. Isto foi influenciado pelo enorme crescimento da indústria de softwares para a Mecânica Computacional. Apesar de todo esse avanço, técnicas de engenharia de software que remetem a década de setenta tem sido empregadas. O projeto e a implementação de simuladores para fenômenos multi-físicas acoplados apresentam uma grande quantidade de problemas, tornando-se impraticável no sentido computacional se ferramentas poderosas não estão disponíveis para auxiliar o analista. O Método do Elemento Finito é uma forma de obter aproximações numéricas de uma teoria matemática a qual descreve comportamentos físicos. Este método é considerado uma ferramenta computacional poderosa para a solução de equações diferenciais e integrais que surgem em vários campos da engenharia. Este trabalho tem como ojetivo apresentar a implementação de um simulador para fenômenos acoplados utilizando a linguagem de padrões. Estes padrões compõem um sistema de abstrações, os quais são capazes de representar os fenômenos e as interações entre eles e as interações entre os fenômenos e os algoritmos de solução empregado pelo simulador. As definições desses padrões bem como suas utilizações são apresentadas dentro de um contexto computacional desenvolvido para a produção automática de simuladores baseados no método do elemento finito. Isto inclui um esclarecimento sobre o simulador e suas camadas: Kernel, Block, Group e Phenomenon. Para a validação deste simulador, foram implementados dois modelos e a utilização de soluções manufaturadas. Este trabalho faz parte do projeto Danoplexus que visa analisar a degradação em dutos devido a corrosão e a fragilização por hidrogênio. Este projeto faz parte da Rede de Pesquisa Cooperativa em Modelagem Computacional (RPCMod)