ESTIMATIVA DO TENSOR CONDUTIVIDADE TÉRMICA DE MATERIAIS COM GRADAÇÃO FUNCIONAL VIA PROBLEMA INVERSO ATRAVÉS DE UM ALGORITMO HÍBRIDO EVOLUÇÃO DIFERENCIAL-NELDER-MEAD
materiais com gradação funcional, problema inverso, algoritmo híbrido, ortotrópico, MEF.
O estudo sobre Materiais com Gradação Funcional (FGMs) tem ganhado destaque na engenharia, em virtude desses materiais permitirem uma transição gradual ao longo de sua estrutura, o que elimina interfaces abruptas e otimiza o desempenho térmico e mecânico em condições severas. No entanto, determinar as propriedades térmicas desses materiais de forma precisa é um desafio considerável, uma vez que os métodos experimentais tradicionais costumam ser limitados a materiais homogêneos. Como nos FGMs a condutividade térmica é espacialmente dependente, ou seja, varia continuamente de acordo com a posição, sua caracterização exige abordagens mais complexas. Para lidar com esse desafio, o presente estudo propõe uma metodologia para estimar o tensor de condutividade térmica em FGMs com comportamento ortotrópico, fundamentada na formulação de problemas inversos a partir de medições de temperatura de superfície. Para a solução do problema direto de condução de calor em regime estacionário, emprega-se o Método dos Elementos Finitos (MEF). A principal contribuição deste estudo reside na aplicação de um algoritmo híbrido (ED-NM) que supera as limitações de custo computacional e sensibilidade a mínimos locais típicas de métodos isolados. A abordagem proposta concilia a robustez da busca global com a precisão do refinamento local, garantindo estabilidade e acurácia na estimação dos parâmetros do tensor de condutividade mesmo em cenários com presença de ruídos experimentais.