Otimização estrutural mediante redes adversárias generativas.
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-11072025-113625/ |
Resumo: | O método dos elementos finitos (MEF) é uma alternativa numérica à solução analítica de equações diferenciais. Paralelamente, a Inteligência Artificial (ou IA) busca entender as entidades inteligentes. Ela se preocupa em projetar máquinas capazes de realizar tarefas que normalmente requerem inteligência, imitando o raciocínio humano. Já o Aprendizado de Máquina (AM) é uma forma de treinar um algoritmo para que ele possa aprender, ao invés de se programar rotinas com instruções específicas para a execução de uma tarefa. Dentre as técnicas de AM, este trabalho faz uso de redes neurais artificiais (RNAs). Particularmente, uma arquitetura com duas redes neurais profundas (RNPs) será treinada para prever a geometria resultante de otimização topológica. Primeiramente, um modelo MEF será desenvolvido e validado. Depois, esse modelo será usado para gerar um dataset. Esse, por sua vez, será processado pela rede durante o treinamento para uma tarefa de regressão. Neste trabalho: serão explorados os prós e contras do uso de redes neurais para análise estrutural; serão gerados dados úteis de FEA; e se gerenciará experimentos virtuais de aprendizagem profunda usando uma rede neural. |
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Otimização estrutural mediante redes adversárias generativas.Structural optimization through generative adversarial networks.Aprendizado computacionalFinite element analysisMachine learningMétodo dos Elementos FinitosNeural networkOtimização topológicaRedes neuraisTopology optimizationO método dos elementos finitos (MEF) é uma alternativa numérica à solução analítica de equações diferenciais. Paralelamente, a Inteligência Artificial (ou IA) busca entender as entidades inteligentes. Ela se preocupa em projetar máquinas capazes de realizar tarefas que normalmente requerem inteligência, imitando o raciocínio humano. Já o Aprendizado de Máquina (AM) é uma forma de treinar um algoritmo para que ele possa aprender, ao invés de se programar rotinas com instruções específicas para a execução de uma tarefa. Dentre as técnicas de AM, este trabalho faz uso de redes neurais artificiais (RNAs). Particularmente, uma arquitetura com duas redes neurais profundas (RNPs) será treinada para prever a geometria resultante de otimização topológica. Primeiramente, um modelo MEF será desenvolvido e validado. Depois, esse modelo será usado para gerar um dataset. Esse, por sua vez, será processado pela rede durante o treinamento para uma tarefa de regressão. Neste trabalho: serão explorados os prós e contras do uso de redes neurais para análise estrutural; serão gerados dados úteis de FEA; e se gerenciará experimentos virtuais de aprendizagem profunda usando uma rede neural.The finite element method (FEM) is a numerical alternative to the analytical solution of partial differential equations. Meanwhile, artificial intelligence (AI) seeks to understand intelligent entities. It focuses in designing machines capable of completing tasks that normally require intelligence, mimicking the human reasoning. And one of its subareas, machine learning (ML), is a method of \"training\" an algorithm (instead of programming it with predetermined routines) to execute a task. Among the ML techniques, the present work uses artificial neural networks (ANNs). Particularly, an architecture containing two deep ANNs will be trained to predict the resulting geometry of topology optimization. First, a FEM model will be validated. Then, it will be used to generate a dataset which will be fed into the network to train for a regression problem. In this work: the pros and cons of using neural networks in structural analysis will be discussed; useful FEA data will be generated; and virtual experiments with deep neural networks will be developed.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPDriemeier, LarissaPereira, Lucas Matheus Silva2024-08-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3151/tde-11072025-113625/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-07-14T12:33:02Zoai:teses.usp.br:tde-11072025-113625Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-07-14T12:33:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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O método dos elementos finitos (MEF) é uma alternativa numérica à solução analítica de equações diferenciais. Paralelamente, a Inteligência Artificial (ou IA) busca entender as entidades inteligentes. Ela se preocupa em projetar máquinas capazes de realizar tarefas que normalmente requerem inteligência, imitando o raciocínio humano. Já o Aprendizado de Máquina (AM) é uma forma de treinar um algoritmo para que ele possa aprender, ao invés de se programar rotinas com instruções específicas para a execução de uma tarefa. Dentre as técnicas de AM, este trabalho faz uso de redes neurais artificiais (RNAs). Particularmente, uma arquitetura com duas redes neurais profundas (RNPs) será treinada para prever a geometria resultante de otimização topológica. Primeiramente, um modelo MEF será desenvolvido e validado. Depois, esse modelo será usado para gerar um dataset. Esse, por sua vez, será processado pela rede durante o treinamento para uma tarefa de regressão. Neste trabalho: serão explorados os prós e contras do uso de redes neurais para análise estrutural; serão gerados dados úteis de FEA; e se gerenciará experimentos virtuais de aprendizagem profunda usando uma rede neural. |
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