Otimização de um micromotor usando o método elipsoidal com a análise de sensibilidade via método adjunto
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
André Luiz Paganotti
Marcio Matias Afonso
Adriano Chaves Lisboa
Elson José da Silva
Diogo Batista de Oliveira
Marcio Matias Afonso
Adriano Chaves Lisboa
Elson José da Silva
Diogo Batista de Oliveira
Resumo
Esta dissertação aborda a otimização de um micromotor eletrostático por meio do Método
Elipsoidal com Cortes Múltiplos e Análise de Sensibilidade via Método Adjunto. Um
modelo numérico do micromotor eletrostático utilizando elementos finitos é desenvolvido.
A distribuição do potencial escalar elétrico, o campo elétrico e o torque do micromotor são
calculados e analisados. O estudo visa aprimorar os parâmetros de projeto do micromotor,
por meio da variação da largura e altura dos dentes do estator e do rotor, utilizando uma metodologia
de otimização e análise de sensibilidade, avaliando a eficácia do método adjunto
em comparação com métodos tradicionais de derivação, como o método das diferenças finitas
centrais (CFD). A análise de sensibilidade adjunta é validada por meio do método das
diferenças finitas centrais, e são analisadas as vantagens em termos de precisão e eficiência
computacional. A aplicação do método adjunto em conjunto com o método elipsoidal de
cortes múltiplos demonstra ser uma abordagem promissora para a otimização do micromotor
eletrostático. Os resultados obtidos fornecem uma base valiosa para o desenvolvimento
de sistemas mais eficientes e precisos.
Abstract
This dissertation addresses the optimization of an electrostatic micromotor using the Ellipsoidal
Multiple Cutting Plane Method and Sensitivity Analysis via the Adjoint Method.
A numerical model of the electrostatic micromotor using finite elements is developed. The
distribution of the scalar electric potential, the electric field, and the torque of the micromotor
are calculated and analyzed. The study aims to enhance the design parameters of the
micromotor by varying the width and height of the stator and rotor teeth, employing an optimization
methodology and sensitivity analysis, evaluating the effectiveness of the adjoint
method compared to traditional derivation methods, such as the central finite differences
method (CFD). The adjoint sensitivity analysis is validated through the central finite differences
method, and the advantages in terms of precision and computational efficiency are
analyzed. The application of the adjoint method in conjunction with the ellipsoidal multiple
cutting plane method proves to be a promising approach for the optimization of the electrostatic
micromotor. The results obtained provide a valuable basis for the development of more
efficient and precise systems.
Assunto
Engenharia elétrica, Otimização, Método dos elementos finitos, Análise de sensibilidade
Palavras-chave
Micromotor, Otimização mono-objetivo, Método adjunto, Método elipsoidal, Método de elementos finitos