Técnicas de Inteligência Computacional com Aplicações em Problemas Inversos de Engenharia

 

Editores:

  • Fran Sérgio Lobato, Valder Steffen Jr, Antonio José da Silva Neto
Informações:

  • Páginas: 162 p.
  • Capítulos: 12
  • e-ISBN: 978-85-64619-15-9
  • DOI: 10.7436/2014.tica.0
  • Publicação: abril/2014
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  • Referência Bibliográfica:
  • Livro completo (16,072 Mb):
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(lançamento em 30/04/2014)

Sinopse Técnica:

Desde as primeiras aplicações dos tradicionais Algoritmos Genéticos, as técnicas de inteligência computacional têm atraído a atenção da comunidade científica devido ao grande número de aplicações em áreas distintas da ciência e da engenharia. Nas últimas décadas, inúmeras técnicas de inteligência computacional foram desenvolvidas e podem ser encontradas na literatura. Basicamente, estas técnicas se diferenciam pelo tipo de fenômeno empregado em seu desenvolvimento, podendo, em linhas gerais, fundamentar-se em um processo físico, químico, biológico ou, alternativamente, ser puramente estrutural.Dentre as principais aplicações envolvendo as técnicas de inteligência computacional destaca-se o seu uso no projeto de sistemas de engenharia e em problemas inversos. Isto se deve, dentre outros aspectos, ao desenvolvimento de recursos computacionais avançados, e facilidade de acesso aos mesmos, permitindo desta forma o tratamento de problemas reais de engenharia.

Diante do que foi exposto, o principal objetivo deste livro é o de reunir trabalhos de pesquisa, revisão de literatura e estudos de casos multidisciplinares para o projeto de sistemas de engenharia, englobando tanto problemas diretos como problemas inversos. Assim sendo, essa coletânea de trabalhos pretende dar suporte científico para a resolução de vários problemas de engenharia, bem como explorar direções futuras de pesquisa na área, além de difundir diversas técnicas de inteligência computacional.

Neste contexto, este livro foi dividido em duas amplas classes, a saber: a primeira trata de problemas inversos e a, segunda, dedica-se à modelagem e síntese automatizada de sistemas de engenharia (problemas diretos), de modo a contemplar linhas de pesquisa de grande relevância nos dias atuais. A primeira classe de estudos de caso consiste em determinar causas desconhecidas a partir de efeitos observados através da formulação de um problema inverso.

Neste contexto, o Capítulo 1 trata da identificação de danos estruturais através de um Algoritmo Genético associado à abordagem variacional através da formulação de um problema inverso. Já no Capítulo 2 é apresentada a modelagem simplificada do processo de transferência de calor em alimentos utilizando o Algoritmo de Evolução Diferencial a partir da utilização de dados reais. O Capítulo 3 descreve o estudo dos campos térmicos desenvolvidos durante a usinagem por torneamento através da formulação e resolução de problemas inversos. Em seguida, é apresentado no Capítulo 4 um estudo sobre programação imunológica gramatical para fins de identificação de modelos sujeitos a sistemas de equações diferenciais ordinárias. No Capítulo 5 é descrita a formulação e a resolução do problema de identificação de danos em barras a partir de uma abordagem de propagação de ondas acústicas. Já o Capítulo 6 trata do problema de identificação de propriedades de absorção de amostras de material submetidas a ondas de pressão acústica unidimensionais em tubos de Kundt a partir de uma abordagem Bayesiana. O Capítulo 7 tem por objetivo identificar os coeficientes de um controlador não linear polinomial de modo a minimizar a quantidade de energia total de um sistema vibrante. Já o último capítulo desta seção trata da resolução de problemas inversos de condução de calor usando o Método dos Elementos de Contorno e o Algoritmo denominado Colônia de Vagalumes. Já a segunda seção deste livro trata da modelagem e síntese automatizada de sistemas de engenharia. O Capítulo 9 tem por objetivo apresentar uma metodologia para a síntese de redes de trocadores de calor. Na sequência, o Capítulo 10 apresenta uma metodologia para o projeto de sistemas robóticos utilizando Técnicas de Otimização Heurísticas. O Capítulo 11 propõe uma metodologia para a análise de incertezas nos parâmetros da resposta dinâmica de estruturas através do mapeamento dos parâmetros fuzzy usando otimização de cortes-alpha. Finalmente, o Capítulo 12 é dedicado à avaliação do emprego de sistemas multi-classificadores aplicados à área do reconhecimento de padrões utilizando Algoritmos Genéticos e Transgenéticos. Este livro tem por meta atingir um público técnico-científico, abrangendo alunos de graduação e pós-graduação de áreas de engenharia, matemática, computação, modelagem computacional, que tenham interesse na utilização de métodos estocásticos para a formulação e solução de problemas diretos e inversos em sistemas de engenharia.

 

Capítulos:


1. Algoritmo Genético e Método Variacional na Identificação de Danos Estruturais: Método Híbrido e Abordagem Hierárquica
Leonardo Bacelar Lima Santos, Leonardo Dagnino Chiwiacowsky e Haroldo Fraga de Campos Velho

2. Modelagem Matemática Simplificada do Processo de Transferência de Calor em Alimentos usando o Algoritmo de Evolução Diferencial
Rubens Gedraite, Davi Leonardo de Souza, Leo Kunigk

3. Problemas Inversos em Transferência de Calor com Aplicação em Processo de Usinagem por Torneamento
Marcelo R. dos Santos, Alisson Rocha Machado, Gilmar Guimarães, Márcio Bacci da Silva, Sandro M. M. de Lima e Silva e Solidônio R. de Carvalho

4. Inferência de Modelos Utilizando a Programação Imunológica Gramatical
Heder S. Bernardino e Helio J. C. Barbosa

5. Problema Inverso em Propagação de Ondas em Sólidos com Aplicação de Método Híbrido de Otimização
Kennedy Morais Fernandes, Roberto Aizik Tenenbaum e Leonardo Tavares Stutz

6. Estimativa Bayesiana de Propriedades Acústicas em Tubos de Kundt
Mario Olavo Magno de Carvalho, Marcus Vinícius Girão de Morais e Alberto Carlos Guimarães Castro Diniz

7. Solução de um Problema Inverso Aplicado ao Controle de Vibrações
Romes Antonio Borges, Marco Paulo Guimarães e Mario Olavo Magno de Carvalho

8. Resolução de Problemas Inversos de Condução de Calor Usando o Método dos Elementos de Contorno e o Algoritmo de Colônia de Vagalumes
Fran Sérgio Lobato, Valder Steffen Jr e Antônio J. Silva Neto

9. Método do Enxame de Partículas Aplicado à Síntese de Redes de Trocadores de Calor
Aline Priscila da Silva, Evaristo Chalbaud Biscaia Junior e Mauro Antonio da Silva Sá Ravagnani

10. Projeto de Robôs Manipuladores 3R Ortogonais Usando Técnicas de Otimização Heurísticas
Paulo Roberto Bergamaschi e Romes Antonio Borges

11. Análise Estrutural Considerando Incertezas Paramétricas Fuzzy
Fabian Andres Lara-Molina, Edson Hideki Koroishi e Valder Steffen Jr

12. Construção de Sistemas Multi-Classificadores para Reconhecimento de Padrões
Antonio Carlos Gay Thomé e Marco César Goldbarg


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