Análise de Sensibilidade Topológica
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2003 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC |
Texto Completo: | https://tede.lncc.br/handle/tede/21 |
Resumo: | The Topological Sensitivity Analysis results in a scalar function, denoted as Topological Derivative, that supplies for each point of the domain of definition of the problem the sensitivity of a given cost function when a small hole is created. However, when a hole is introduced, it is no longer possible to stablish a homeomorphism between the domains. Due to this mathematical difficulty the Topological Derivative may become restrictive, nevertheless be extremely general. Thus, in the present work it is proposed a new method to calculte the Topological Derivative via Shape Sensitivity Analysis. This result, formally proved through a theorem, leads to a simpler and more general methodology than the others found in the literature. The Topological Sensitivity Analysis is performed for several Engineering problems, and the obtained results are used to improve the design of mechanical devices by introducing holes. The same theory developed to calculate the Topological Derivative is used to determine the sensitivity of the cost function when a small incrustation is introduced in each position of the domain, resulting in a novel concept denoted as Configurational Sensitivity Analysis, being discussed some possible applications in the context of Inverse Problems and modelling of phenomena that experiment changes in the physical properties of the medium. Thus, the methodology developed in the present work results in a framework with potential applications in Topology Optimization, Inverse Problems and Mechanical Modelling, which may be seen, from now on, not only as a method to calculate the Topological Derivative, but as a promising research area in Computational Modelling. |
id |
LNCC_d7b58439d4abed4b26096516d694d41d |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:tede-server.lncc.br:tede/21 |
network_acronym_str |
LNCC |
network_name_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC |
repository_id_str |
|
spelling |
Feijóo, Raul AntoninoCPF:40994244720http://lattes.cnpq.br/2980425786626151Aliano, Edgardo Omar TarocoCPF:48340359720http://lattes.cnpq.br/2204838386112530Padra, Claudiohttp://lattes.cnpq.br/3588808346839803Loula, Abimael Fernando DouradoCPF:24477575734http://lattes.cnpq.br/7315592936477868Bevilácqua, LuizCPF:19141327700http://lattes.cnpq.br/5898851138882202Durán, RicardoRodriguez, RodolfoCPF:84167530910http://lattes.cnpq.br/8102993969523532Novotny, Antonio André2015-03-04T18:50:29Z2007-11-282003-02-13NOVOTNY, Antonio André. Topological Sensitivity Analysis. 2003. 146 f. Tese (Doutorado em Modelagem computacional) - Laboratório Nacional de Computação Científica, Petrópolis, 2003.https://tede.lncc.br/handle/tede/21The Topological Sensitivity Analysis results in a scalar function, denoted as Topological Derivative, that supplies for each point of the domain of definition of the problem the sensitivity of a given cost function when a small hole is created. However, when a hole is introduced, it is no longer possible to stablish a homeomorphism between the domains. Due to this mathematical difficulty the Topological Derivative may become restrictive, nevertheless be extremely general. Thus, in the present work it is proposed a new method to calculte the Topological Derivative via Shape Sensitivity Analysis. This result, formally proved through a theorem, leads to a simpler and more general methodology than the others found in the literature. The Topological Sensitivity Analysis is performed for several Engineering problems, and the obtained results are used to improve the design of mechanical devices by introducing holes. The same theory developed to calculate the Topological Derivative is used to determine the sensitivity of the cost function when a small incrustation is introduced in each position of the domain, resulting in a novel concept denoted as Configurational Sensitivity Analysis, being discussed some possible applications in the context of Inverse Problems and modelling of phenomena that experiment changes in the physical properties of the medium. Thus, the methodology developed in the present work results in a framework with potential applications in Topology Optimization, Inverse Problems and Mechanical Modelling, which may be seen, from now on, not only as a method to calculate the Topological Derivative, but as a promising research area in Computational Modelling.A análise de Sensibilidade Topológica resulta em uma função escalar, denominada Derivada Topológica, que fornece para cada ponto do domínio de definição do problema a sensibilidade de uma dada função custo quando um pequeno furo é criado. No entanto, ao introduzir um furo, não é mais possível estabelecer um homeomorfismo entre os domínios envolvidos. Devido a essa dificuldade matemática a Derivada Topológica pode se tornar restritiva, não obstante seja extremamente geral. No presente trabalho, portanto, é proposto um novo método de cálculo da Derivada Topológica via Análise de Sensibilidade à Mudança de Forma. Este resultado, formalmente demonstrado através de um teorema, conduz a uma metodologia mais simples e geral do que as demais encontradas na literatura. A Análise de Sensibilidade Topológica é então realizada em diversos problemas da Engenharia e os resultados obtidos são empregados para melhorar o projeto de componentes mecânicos mediante a introdução de furos. A mesma teoria desenvolvida para calcular a Derivada Topológica é utilizada para determinar a sensibilidade da função custo ao introduzir uma pequena incrustação numa dada posição do domínio, resultando em um novo conceito denominado Análise de Sensibilidade Configuracional, sendo discutidas suas possíveis aplicações no contexto de Problemas Inversos e de modelagem de fenômenos que experimentam mudanças nas propriedades físicas do meio. Assim, a metodologia aqui desenvolvida é uma ferramenta em potencial tanto de Otimização Topológica quanto de Problemas Inversos e de Modelagem Mecânica, podendo ser vista, a partir de agora, não somente como um método de cálculo da Derivada Topológica, mas como uma promissora área de pesquisa em Modelagem Computacional.Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Apresentacao.pdf: 103220 bytes, checksum: c76acce6b0debd619e9db9533aa20f11 (MD5) Previous issue date: 2003-02-13Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologicoapplication/pdfhttp://tede-server.lncc.br:8080/retrieve/356/Apresentacao.pdf.jpghttp://tede-server.lncc.br:8080/retrieve/582/Apresentacao.pdf.jpgporLaboratório Nacional de Computação CientíficaPrograma de Pós-Graduação em Modelagem ComputacionalLNCCBRServiço de Análise e Apoio a Formação de Recursos HumanosAnálise de sensibilidade topológicaDerivada topológicaAnálise de sensibilidade à mudança de formaAnálise assintóticaTopological sensitivity analysisTopological derivativeShape sensitivity analysisAsymptotic analysisCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::ANALISEAnálise de Sensibilidade TopológicaTopological Sensitivity Analysisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCCinstname:Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC)instacron:LNCCORIGINALApresentacao.pdfapplication/pdf103220http://tede-server.lncc.br:8080/tede/bitstream/tede/21/1/Apresentacao.pdfc76acce6b0debd619e9db9533aa20f11MD51THUMBNAILApresentacao.pdf.jpgApresentacao.pdf.jpgimage/jpeg2889http://tede-server.lncc.br:8080/tede/bitstream/tede/21/2/Apresentacao.pdf.jpgf3157de352a7589ffd8bfc394de540bcMD52tede/212018-07-04 09:59:38.33oai:tede-server.lncc.br:tede/21Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede.lncc.br/PUBhttps://tede.lncc.br/oai/requestlibrary@lncc.br||library@lncc.bropendoar:2018-07-04T12:59:38Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC - Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Análise de Sensibilidade Topológica |
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv |
Topological Sensitivity Analysis |
title |
Análise de Sensibilidade Topológica |
spellingShingle |
Análise de Sensibilidade Topológica Novotny, Antonio André Análise de sensibilidade topológica Derivada topológica Análise de sensibilidade à mudança de forma Análise assintótica Topological sensitivity analysis Topological derivative Shape sensitivity analysis Asymptotic analysis CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::ANALISE |
title_short |
Análise de Sensibilidade Topológica |
title_full |
Análise de Sensibilidade Topológica |
title_fullStr |
Análise de Sensibilidade Topológica |
title_full_unstemmed |
Análise de Sensibilidade Topológica |
title_sort |
Análise de Sensibilidade Topológica |
author |
Novotny, Antonio André |
author_facet |
Novotny, Antonio André |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Feijóo, Raul Antonino |
dc.contributor.advisor1ID.fl_str_mv |
CPF:40994244720 |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2980425786626151 |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Aliano, Edgardo Omar Taroco |
dc.contributor.advisor-co1ID.fl_str_mv |
CPF:48340359720 |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/2204838386112530 |
dc.contributor.advisor-co2.fl_str_mv |
Padra, Claudio |
dc.contributor.advisor-co2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3588808346839803 |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Loula, Abimael Fernando Dourado |
dc.contributor.referee1ID.fl_str_mv |
CPF:24477575734 |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/7315592936477868 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Bevilácqua, Luiz |
dc.contributor.referee2ID.fl_str_mv |
CPF:19141327700 |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5898851138882202 |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
Durán, Ricardo |
dc.contributor.referee4.fl_str_mv |
Rodriguez, Rodolfo |
dc.contributor.authorID.fl_str_mv |
CPF:84167530910 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/8102993969523532 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Novotny, Antonio André |
contributor_str_mv |
Feijóo, Raul Antonino Aliano, Edgardo Omar Taroco Padra, Claudio Loula, Abimael Fernando Dourado Bevilácqua, Luiz Durán, Ricardo Rodriguez, Rodolfo |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Análise de sensibilidade topológica Derivada topológica Análise de sensibilidade à mudança de forma Análise assintótica |
topic |
Análise de sensibilidade topológica Derivada topológica Análise de sensibilidade à mudança de forma Análise assintótica Topological sensitivity analysis Topological derivative Shape sensitivity analysis Asymptotic analysis CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::ANALISE |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Topological sensitivity analysis Topological derivative Shape sensitivity analysis Asymptotic analysis |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::ANALISE |
description |
The Topological Sensitivity Analysis results in a scalar function, denoted as Topological Derivative, that supplies for each point of the domain of definition of the problem the sensitivity of a given cost function when a small hole is created. However, when a hole is introduced, it is no longer possible to stablish a homeomorphism between the domains. Due to this mathematical difficulty the Topological Derivative may become restrictive, nevertheless be extremely general. Thus, in the present work it is proposed a new method to calculte the Topological Derivative via Shape Sensitivity Analysis. This result, formally proved through a theorem, leads to a simpler and more general methodology than the others found in the literature. The Topological Sensitivity Analysis is performed for several Engineering problems, and the obtained results are used to improve the design of mechanical devices by introducing holes. The same theory developed to calculate the Topological Derivative is used to determine the sensitivity of the cost function when a small incrustation is introduced in each position of the domain, resulting in a novel concept denoted as Configurational Sensitivity Analysis, being discussed some possible applications in the context of Inverse Problems and modelling of phenomena that experiment changes in the physical properties of the medium. Thus, the methodology developed in the present work results in a framework with potential applications in Topology Optimization, Inverse Problems and Mechanical Modelling, which may be seen, from now on, not only as a method to calculate the Topological Derivative, but as a promising research area in Computational Modelling. |
publishDate |
2003 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2003-02-13 |
dc.date.available.fl_str_mv |
2007-11-28 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2015-03-04T18:50:29Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
NOVOTNY, Antonio André. Topological Sensitivity Analysis. 2003. 146 f. Tese (Doutorado em Modelagem computacional) - Laboratório Nacional de Computação Científica, Petrópolis, 2003. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://tede.lncc.br/handle/tede/21 |
identifier_str_mv |
NOVOTNY, Antonio André. Topological Sensitivity Analysis. 2003. 146 f. Tese (Doutorado em Modelagem computacional) - Laboratório Nacional de Computação Científica, Petrópolis, 2003. |
url |
https://tede.lncc.br/handle/tede/21 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Laboratório Nacional de Computação Científica |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
LNCC |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
BR |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Serviço de Análise e Apoio a Formação de Recursos Humanos |
publisher.none.fl_str_mv |
Laboratório Nacional de Computação Científica |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC instname:Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC) instacron:LNCC |
instname_str |
Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC) |
instacron_str |
LNCC |
institution |
LNCC |
reponame_str |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC |
collection |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC |
bitstream.url.fl_str_mv |
http://tede-server.lncc.br:8080/tede/bitstream/tede/21/1/Apresentacao.pdf http://tede-server.lncc.br:8080/tede/bitstream/tede/21/2/Apresentacao.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
c76acce6b0debd619e9db9533aa20f11 f3157de352a7589ffd8bfc394de540bc |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC - Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC) |
repository.mail.fl_str_mv |
library@lncc.br||library@lncc.br |
_version_ |
1797683216895705088 |