Estimação de parâmetros constitutivos viscoelásticos de vigas sanduíches a partir de respostas dinâmicas via inferência bayesiana

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sá, Lucas de Oliveira
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/16392
Resumo: The present project addresses the inverse problem of the viscoelastic constitutive parameters estimation of three-layered sandwich beams. For this, it is developed a finite element model that describes the behavior of the viscoelastic material by means of internal variables of anelastic displacements. The inverse problem is formulated according to the Bayesian Inference, in which the parameters of interest are considered as random variables and the objective is to determine their statistical properties. This is done with the Transitional Markov Chain Monte Carlo Method. It takes samples of intermediate probability density functions, gradually converging to the target distribution. As well as the associated direct problem, it is implemented in Matlab language, using the Matlab R2018b software. The results obtained show that the employed method samples the probability densities of the model parameters satisfactorily, even in the presence of a considerable level of noise in the simulated experimental response. In addition, it provides an estimate for the model evidence. With the evidence, an initial model comparison study is carried out, varying the amount of anelastic fields. As expected, the model with two fields is penalized, despite providing good adjustments for the beam response. This is because only one anelastic field is necessary for said adjustment. It is also illustrated the influence of a priori information on the calculations of the model evidence and its a posteriori probability.
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The inverse problem is formulated according to the Bayesian Inference, in which the parameters of interest are considered as random variables and the objective is to determine their statistical properties. This is done with the Transitional Markov Chain Monte Carlo Method. It takes samples of intermediate probability density functions, gradually converging to the target distribution. As well as the associated direct problem, it is implemented in Matlab language, using the Matlab R2018b software. The results obtained show that the employed method samples the probability densities of the model parameters satisfactorily, even in the presence of a considerable level of noise in the simulated experimental response. In addition, it provides an estimate for the model evidence. With the evidence, an initial model comparison study is carried out, varying the amount of anelastic fields. As expected, the model with two fields is penalized, despite providing good adjustments for the beam response. This is because only one anelastic field is necessary for said adjustment. It is also illustrated the influence of a priori information on the calculations of the model evidence and its a posteriori probability.O presente projeto aborda o problema inverso de estimação de parâmetros constitutivos viscoelásticos de vigas sanduíches de três camadas. Para isso, desenvolve-se um modelo de elementos finitos que descreve o comportamento do material viscoelástico por meio de variáveis internas de deslocamentos anelásticos. O problema inverso é formulado segundo a Inferência Bayesiana, na qual os parâmetros de interesse são considerados variáveis aleatórias e o objetivo consiste na determinação de suas propriedades estatísticas. Isto é feito com o método de Monte Carlo via Cadeia de Markov Transicional. Ele obtém amostras de funções densidades de probabilidade intermediárias, convergindo, gradualmente, para a distribuição alvo. Assim como o problema direto associado, ele é implementado em linguagem Matlab, por meio do software Matlab R2018b. Os resultados obtidos mostram que o método empregado amostra as densidades de probabilidades dos parâmetros do modelo de forma satisfatória, mesmo com a presença de um nível considerável de ruído na resposta experimental simulada. Além disso, fornece uma estimativa para a evidência de modelo. Com a evidência, realiza-se um estudo inicial de comparação de modelos, variando-se a quantidade de campos anelásticos. Conforme esperado, o modelo com dois campos é penalizado, apesar de fornecer bons ajustes para a resposta da viga. Isto porque apenas um campo anelástico é necessário para o referido ajuste. Também é ilustrada a influência da informação a priori sobre os cálculos da evidência do modelo e de sua probabilidade a posteriori.Submitted by Cleide CTC/E (cleide.lenia.sancho@uerj.br) on 2021-07-28T18:38:18Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Lucas de Oliveira Sa - 2020 - Completa.pdf: 6292000 bytes, checksum: 1da888483e3a30ac3572d7120997519a (MD5)Made available in DSpace on 2021-07-28T18:38:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Lucas de Oliveira Sa - 2020 - Completa.pdf: 6292000 bytes, checksum: 1da888483e3a30ac3572d7120997519a (MD5) Previous issue date: 2020-03-02Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Modelagem ComputacionalUERJBrasilCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto PolitécnicoViscoelastic dampingSandwich beamsBayesian InferenceParameters estimationModels comparisonTransitional Markov Chain Monte Carlo methodAmortecimento viscoelásticoVigas sanduíchesInferência BayesianaEstimativa de parâmetro – Métodos de simulaçãoComparação de modelosMonte Carlo, Métodos deElementos finitos – Soluções numéricasProblemas inversos (Equações diferenciais) - Modelos matemáticosMarkov, Processos deCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICAEstimação de parâmetros constitutivos viscoelásticos de vigas sanduíches a partir de respostas dinâmicas via inferência bayesianaViscoelastic constitutive parameters estimation of sandwich beams from dynamics responses via Bayesian inferenceinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertação - Lucas de Oliveira Sa - 2020 - Completa.pdfDissertação - Lucas de Oliveira Sa - 2020 - Completa.pdfapplication/pdf6292000http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/16392/2/Disserta%C3%A7%C3%A3o+-+Lucas+de+Oliveira+Sa+-+2020+-+Completa.pdf1da888483e3a30ac3572d7120997519aMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82123http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/16392/1/license.txte5502652da718045d7fcd832b79fca29MD511/163922024-02-27 15:26:37.755oai:www.bdtd.uerj.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:26:37Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
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