Mecânica Computacional

Descrição

 

A área de concentração em mecânica computacional tem sua origem dentro das áreas tradicionais da engenharia civil, tais como estruturas, geotecnia, recursos hídricos e construção, notadamente abrangendo e de certa forma unificando, assuntos voltados para a análise, simulação e modelagem de problemas físicos em engenharia, com o uso da computação. A área tem se destacado por sua constante atualização e manutenção de altos níveis compatíveis com padrões internacionais e tem exercido influencia importante no desenvolvimento da ciência e da tecnologia nestas últimas quatro décadas, possibilitando a transformação das teorias clássicas da mecânica do contínuo em ferramentas práticas de previsão e conhecimento do comportamento de sistemas complexos. As ferramentas da mecânica computacional são muito usadas na simulação de projetos e avanços tecnológicos atuais; incluindo indústria, medicina, defesa e muitas outras áreas do conhecimento, sem se afastar de suas origens, sempre atuando na superação de desafios e dificuldades em projetos de engenharia.

 

Dentre as diversas linhas de pesquisa pertencentes a esta área, cumpre enfatizar tanto o desenvolvimento como a aplicação avançada de métodos numéricos, tais como os métodos dos elementos finitos, dos elementos de contorno, das diferenças finitas, dos volumes finitos e sem malha, entre outros, que vêm sendo desenvolvidos com o auxílio do parque de computadores e clusters de PCs existentes à disposição do PEC. Já com relação ao campo de aplicações diretamente relacionadas com esta área, cabe mencionar protótipos e sistemas computacionais empregados na solução de problemas não-lineares e dependentes do tempo, tanto em análise de tensões como em mecânica dos fluidos e teoria do potencial em geral, tais como: implementação de modelos termo-químico-mecânicos para estruturas de concreto massivo, modelos com materiais visco-elastoplásticos, modelos não-lineares geométricos, propagação de ondas, problemas de escoamento, simulação de poços, simulação de incêndios, simulação de sistemas de proteção catódica, bioengenharia, etc.

 

Linhas de pesquisa

 

 

Métodos discretos para solução de equações diferenciais

Esta linha de pesquisa contempla o desenvolvimento tanto de métodos numéricos clássicos como elementos finitos, elementos de contorno e diferenças finitas como variantes novas incluindo formulações empregando volumes finitos e métodos sem malha, dentre outros, visando também possíveis combinações entre métodos.

 

Computação de alto desempenho

A linha de computação de alto desempenho compreende o estudo e desenvolvimento de técnicas de paralelização visando a otimização do uso de clusters e máquinas com arquiteturas de memória distribuída e/ou compartilhada. Estruturas de dados e otimização de algoritmos para computação em larga escala são também objetos de estudo nesta linha.

 

Técnicas e algoritmos computacionais

Esta linha engloba ferramentas e algoritmos específicos objetivando melhor eficiência computacional em aplicações dos diversos métodos numéricos existentes. Neste escopo encontram-se incluídos: solução de sistemas lineares e não-lineares de equações algébricas, integração numérica, geração de malhas, cálculo de autovalores e autovetores, algoritmos de integração no tempo e demais procedimentos iterativos em geral.

 

 

Geofísica- modelo de velocidades na profundidade de 2650m

 

 

 

 

Elementos de Contorno: simulação 3-D de distribuição de potencial eletroquímico em tubulações industriais sob proteção catódica

 

 

 

 

 

Elementos Finitos: modelagem de difusão de biocalor em cérebro humano

 

 

 

 

Métodos Sem Malha: modelagem de problema de mecânica da fratura

 

 

 

 

Elementos Finitos: malha 3-D de casa de forças de usina hidrelétrica

 

 

 

 

Problema de Convecção Natural em uma Cavidade - Problema de Rayleigh-Benard solucionado com elementos finitos estabilizados


  

 

 

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