Determinação de propriedades térmicas, radiativas e coeficientes de convecção com a otimização global topográfica

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Jardim, Lucas Correia da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Topographical global optimization; Heat transfer; Conduction; Radiation; Nelder-mead; Levenberg-Marquardt; Mersenne Twister; Sobol sequence; Otimização global topográfica; Transferência de calor; Condução; Radiação; Nelder-Mead; Mersenne-Twister; Sequência de Sobol; Otimização matemática; Problemas inversos (Equações diferenciais); Calor -Transmissão; Estimativa de parâmetro; Calor - Condução; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13731

Estimar parâmetros desconhecidos a partir de medidas experimentais disponíveis é um problema comumente encontrado em diversas áreas da engenharia. Uma técnica muito empregada para se obter essa estimativa é a formulação e solução de um problema inverso. Quando formulado implicitamente, através da hipótese de máxima verossimilhança, este problema é tratado como um problema de otimização global onde é necessário se obter o mínimo de uma função composta pela soma dos resíduos quadráticos entre valores experimentais e os obtidos com um modelo. Neste trabalho, três problemas inversos em transferência de calor são formulados e solucionados para se obter estimativas de parâmetros como condutividade térmica, calor específico à pressão constante, albedo de espalhamento, entre outros. Para isso, a técnica conhecida como Otimização Global Topográfica (TGO) é empregada. Tal técnica distribui pontos em um espaço de busca e, através da informação topográfica da função objetivo, seleciona pontos considerados mínimos topográficos. Esses mínimos são então utilizados como solução inicial para um método de busca local. O principal objetivo deste trabalho é comparar a qualidade da solução obtida com o TGO quando este é implementado com geradores de pontos iniciais e métodos de busca local diferentes. Para a geração de pontos iniciais, a rotina pseudo-aleatória conhecida como Mersenne Twister é comparada com a Sequência de Sobol, que gera pontos quasi-aleatórios. Já para a busca local são utilizados os bastante conhecidos métodos Nelder-Mead e Levenberg-Marquadt. Portanto, quatro combinações diferentes do TGO são utilizadas o Teste de Wilcoxon é empregado ao final para uma comparação mais confiável entre eles. Os resultados obtidos, além de apontarem as qualidades e defeitos das diferentes implementações apresentadas, mostram uma melhor performance final quando o TGO é utilizado com a Sequência de Sobol e o Nelder-Mead.