EVENTO
Análise de sensibilidade topológica na mecânica do dano e da fratura
Tipo de evento: Defesa de Tese de Doutorado
A derivada topológica é um campo escalar que mede, em cada ponto do domínio de análise, a sensibilidade de um dado funcional de forma em relação a uma perturbação singular infinitesimal no domínio, tal como a inserção de furos, inclusões, termos fonte ou trincas. Neste trabalho, o conceito de derivada topológica é aplicado no contexto da mecânica do dano e da fratura. Em particular, são objetos de estudos a modelagem dos processos de nucleação e evolução de dano e o controle do crescimento de fraturas em corpos elásticos danificados. No primeiro tópico, a derivada topológica é inicialmente utilizada conjuntamente com o modelo de dano de Griffith-Francfort-Marigo onde um esquema numérico simples e flexível para determinar a nucleação e a evolução de dano em materiais frágeis é proposto. Propriedades importantes da mecânica do dano e da fratura, inclusive observadas em experimentos de laboratório disponíveis na literatura, são fielmente reproduzidas pelo método desenvolvido. Tendo em conta os bons resultados obtidos, uma extensão do modelo de Griffith-Francfort-Marigo para o contexto de fraturamento hidráulico é então proposta. O novo modelo trata-se de uma versão bastante simplicada em relação ao fraturamento hidráulico real. Neste sentido, o objetivo deste segundo estudo é o desenvolvimento de uma metodologia simples e flexível que possa ser aplicada depois em situações mais realísticas. No entanto, experimentos numéricos realizados com esta abordagem mostram que, mesmo com a introdução de simplificações drásticas, fenômenos de grande importância associados ao processo de fraturamento hidráulico são capturados. Na sequência, o ferramental desenvolvido é então utilizado em conjunto com o modelo hidromecânico de Biot a fim de estudar cenários mais realísticos. Finalmente, seguindo o caminho natural desta pesquisa, é então calculada a derivada topológica associada ao modelo de Griffith-Francfort-Marigo extendido para o contexto de fraturamento hidráulico em três dimensões espaciais. No segundo tópico abordado nesta tese, o conceito de derivada topológica é utilizado para analisar o controle do crescimento de fraturas. Em particular, é proposta uma metodologia simples e eficiente que visa ampliar a vida útil remanescente de corpos elásticos parcialmente danificados. A idéia central consiste em mininimizar um funcional de forma baseado na famosa integral de Rice com respeito a nucleação de inclusões rígidas e/ou complacentes longe da ponta da fratura. De acordo com o critério de Griffith, este simples procedimento permite um aumento da vida útil remanescente dos corpos quebrados. Exemplos numéricos confirmam a aplicabilidade da metodologia proposta.
Data Início: 20/04/2018 Hora: 09:30 Data Fim: 20/04/2018 Hora: 14:00
Local: LNCC - Laboratório Nacional de Computação Ciêntifica - Auditorio A
Aluno: Marcel Duarte Xavier - LNCC - LNCC
Co-Orientador: Jan Sokolowski - Université de Lorraine, Institute Élie Cartan, France - CNRS,INRIA Nicolas Van Goethem - Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste, Itália -
Orientador: Antônio André Novotny - LNCC - LNCC
Participante Banca Examinadora: Abimael Fernando Dourado Loula - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC Antônio André Novotny - LNCC - LNCC Eduardo Alberto de Souza Neto - University of Wales, Swansea - Eduardo Alberto Fancello - Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC Marcio Arab Murad - Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC
Suplente Banca Examinadora: Emílio Carlos Nelli Silva - -
