otimização multidisciplinar distribuída aplicada a ...· thiago pontin tancredi otimização...

Download Otimização Multidisciplinar Distribuída aplicada a ...· THIAGO PONTIN TANCREDI Otimização Multidisciplinar

If you can't read please download the document

Post on 06-Oct-2018

214 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • THIAGO PONTIN TANCREDI

    Otimizao Multidisciplinar Distribuda aplicada a Projetos de Engenharia

    v. 1

    So Paulo 2008

  • THIAGO PONTIN TANCREDI

    Otimizao Multidisciplinar Distribuda aplicada a Projetos de Engenharia

    Tese apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para a obteno do titulo de Doutor em Engenharia

    v. 1

    So Paulo

    2008

  • THIAGO PONTIN TANCREDI

    Otimizao Multidisciplinar Distribuda aplicada a Projetos de Engenharia

    Tese apresentada Escola Politcnica da Universidade de So Paulo para a obteno do titulo de Doutor em Engenharia

    rea de Concentrao: Engenharia Naval e Ocenica

    Orientador: Prof. Livre-Docente Oscar Brito Augusto Coorientador: Prof. Doutor Fouad Bennis

    v. 1

    So Paulo 2008

  • AGRADECIMENTOS

    Aos professores Oscar Brito Augusto e Fouad Bennis, pela pacincia e liberdade que

    permitiram desenvolver essa pesquisa a seu tempo; errando, acertando e aprendendo.

    E que sempre dispunham de tempo e motivao para me atender.

    Ao professor Philippe Dpinc e todos os colegas do IRCCYN, pela excelente acolhida na

    cidade de Nantes. Em poucos lugares tive tanta tranqilidade para trabalhar.

    Aos amigos Jos Afonso Pontin e Monica Dinah, pelo auxilio na difcil arte de escrever em

    dois idiomas.

    toda minha famlia e amigos, por estarem sempre ao meu lado em todos esses anos de

    pesquisa.

    Its been a long road, getting from there to here,

    it's been a long time, but my time is finally near."

    Russell Watson

  • RESUMO

    Diante do moderno paradigma de projeto otimizado de grandes sistemas de

    engenharia, este trabalho apresenta um ambiente de projeto que inclui uma srie de

    inovaes que permitem otimizar problemas multidisciplinares utilizando colaborao remota

    pela Internet.

    Muitos trabalhos tm sido desenvolvidos nesse sentido, o que motivou uma parceria

    internacional entre o Departamento de Engenharia Naval da Universidade de So Paulo e a

    Ecole Centrale de Nantes. O objetivo desta parceria foi unir a experincia brasileira em

    projetos de sistemas complexos de engenharia com a experincia francesa em otimizao

    multidisciplinar.

    Sendo este trabalho fruto de uma colaborao internacional, importante ter em

    mente a obrigao existente para que a pesquisa desenvolvida atenda a ambas as

    expectativas.

    O objetivo , a um s tempo, viabilizar a integrao de subsistemas conhecidos em

    um ambiente de projeto que permita a otimizao multidisciplinar de sistemas complexos de

    engenharia e desenvolver contribuies pontuais relevantes no uso de superfcies de

    resposta, projeto distribudo e no desenvolvimento de estratgias de otimizao

    multidisciplinares.

    O relatrio apresentar uma descrio do problema, seguida da reviso bibliogrfica

    sobre os principais assuntos envolvidos na pesquisa. A descrio do trabalho desenvolvido

    ocupar os dois prximos captulos. No primeiro, o trabalho apresentado privilegiando a

    viso global do sistema e a integrao dos diferentes subsistemas desenvolvidos em um

    enfoque claramente influenciado pela tradicional viso sistmica da Engenharia Naval. No

    captulo seguinte as principais contribuies pontuais desenvolvidas so detalhadas ao

    estilo Francs. Por fim apresentada a aplicao deste trabalho em diversos problemas

    matemticos e de engenharia.

  • RESUME

    En face de la modernit du paradigme de conception optimise des grands systmes

    d'ingnierie, ce travail prsente une ambiance de projet qui comprend une srie dinnovation

    qui permettent d'optimiser des problmes multidisciplinaires l'aide de la collaboration

    distance sur linternet.

    Dans ce sens, de nombreux travaux ont t dvelopps, inspirant un partenariat

    international entre le Dpartement de l'Universit de So Paulo et de l'cole Centrale de

    Nantes. L'objectif de ce partenariat est d'unir l'exprience brsilienne dans la conception de

    systmes complexes d'ingnierie avec l'exprience franaise dans l'optimisation

    multidisciplinaire.

    tant donn que ce travail est le rsultat d'une collaboration internationale, il est

    important de mettre en relief l'obligation existante pour que cette recherche atteindre aux

    expectatives de tous les organismes y comprise.

    Le but de cette recherche est, en mne temps, donner les moyens ncessaires pour

    l'intgration des sous-systmes connus dans une ambiance de travail pour y permettre

    l'optimisation multidisciplinaire des systmes complexes d'ingnierie l'laboration des

    contributions ponctuelles pertinentes dans l'utilisation des surfaces de rponse, optimisation

    distributive et dans le dveloppement des stratgies d'optimisation multidisciplinaire.

    Dans le rapport il y en a donc une description du problme, suivie d'une rvision du

    corpus sur les principaux enjeux abords dans cette recherche. La description du travail

    entrepris sera donc aborde dans les deux chapitres suivants. Dans le premier chapitre, on

    met en relief la vue d'ensemble du systme et l'intgration des diffrents sous-systmes

    dvelopps mis au point clairement influenc par le traditionnel point de vue de l'Ingnierie

    Navale. Dans le deuxime chapitre, les principales contributions ponctuelles dveloppes

    sont dtailles la franaise. Bref, on prsente l'application de ce travail dans de divers

    problmes en mathmatiques galement quen ingnierie.

  • ABSTRACT

    Facing the modern paradigm of optimized projects of large engineering systems, this

    research work presents a project environment that includes a series of innovations that allow

    the optimization of multidisciplinary problems using remote collaboration through the internet.

    Many research works have been done around this subject, which have motivated an

    international partnership between the Departamento de Engenharia Naval da Universidade

    de Sao Paulo and Ecole Centrale de Nantes. The objective of this partnership was mix the

    Brazilian expertise in design of engineering systems with the French expertise in

    multidisciplinary optimization.

    Being the result of an international collaboration, it is important to keep in mind the

    existing compromise to fulfill both expectations.

    The objective is altogether to make the integration of known systems viable in a

    project environment that allows multidisciplinary optimization of complex engineering

    systems with the creation of focused contributions that are relevant on the use of response

    surfaces, design collaborative and on the development of strategies of multidisciplinary

    optimization.

    The report will present a description of the problem, followed by a bibliographic

    revision about the main issues involved in the research. The description of the work is

    covered on the two following chapters. On the first one, the work approaches a global view of

    the system and the integration of different developed sub-systems under a perspective

    clearly influenced by the traditional systemic vision of Naval Engineering. On the next

    chapter, the main punctual contributions are detailed in the French style. Finally, the

    application of this work is presented in several mathematical and engineering problems.

  • LISTA DE ILUSTRAES

    Figura 1.1. Projeto multidisciplinar do hidroflio de um catamar. Dreyer (2005)..............................20

    Figura 1.2. Esquematizao do projeto distribudo. Rabeau (2006). ....................................................21

    Figura 1.3. Esquema dos principais elementos que motivam esta pesquisa. ........................................21

    Figura 2.1. Ilustrao sobre a otimizao de problemas com restrio. Silva (2007). ..........................28

    Figura 2.2. Exemplo de vrias alternativas para a compra de um caminho. .......................................31

    Figura 2.3. Exemplos de distribuio das solues ao longo da Fronteira de Pareto............................32

    Figura 2.4. Interseco da Fronteira de Pareto com a funo de ponderao. ......................................34

    Figura 2.5. Comparao entre a otimizao mono-objetivo e multiobjetivo. Rabeau (2006)...............35

    Figura 2.6. Representao do algoritmo gentico na forma de fluxograma..........................................36

    Figura 2.7. Operador de cruzamento em um ponto...............................................................................38

    Figura 2.8. Cronologia de aparecimento dos diferentes algoritmos evolucionrios. Rabeau (2006)....43

    Figura 2.9. Otimizao multidisciplinar com objetivos estruturais e hidrodinmicos. Birk (2001). ....45

    Figura 2.10. Fluxograma do problema multidisciplinar........................................................................47

    Figura 2.11. Principais estratgias de otimizao multidisciplinar. Adaptado de Rabeau (2006). .......49

    Figura 2.12. Fluxograma do mtodo MDF. ..........................................................................................50

    Figura 2.13. Fluxograma do mtodo IDF..............................................................................................51

    Figura 2.14. Fluxograma do mtodo AAO. ..........................................................................................51

    Figura 2.15. Fluxograma do mtodo CO. .............................................................................................53

    Figura 2.16. Fluxogra

Recommended

View more >