Estudo de modelo fenomenológico para interação fluido-estrutura e solução usando aprendizado por reforço (2024)
- Authors:
- Autor USP: COTRIM, GIOVANNI SIMOES - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMI
- Subjects: MECÂNICA DOS FLUÍDOS; APRENDIZADO COMPUTACIONAL; ENGENHARIA DE PETRÓLEO
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho apresenta uma análise e ajuste do modelo fenomenológico de interação fluido-estrutura. O modelo busca representar a dinâmica de vibrações induzidas por vórtices (VIV) e prever seus comportamentos – que podem acarretar falhas estruturais críticas. Buscou-se realizar esse ajuste através da utilização de Aprendizado por Reforço (AR), focando no algoritmo Q-Learning para ajustar os parâmetros do sistema de equações diferenciais que visam modelar as VIV em cilindros imersos em escoamento de fluido. O objetivo final é validar tanto o modelo proposto quanto o ganho de utilizar-se AR em pesquisas no contexto da indústria petrolífera offshore especialmente porque a técnica de aprendizado Q-learning não necessita de conhecimento do modelo sobre o qual atua. A escolha de usar em um modelo conhecido para VIV tem intuito de demonstrar a capacidade da técnica. Os dados utilizados no treinamento do modelo de aprendizado de máquina foram gerados de forma sintética, com simulações tanto em condições de ruído quanto sem ruído, a fim de avaliar a robustez dele em condições mais próximas à realidade. A análise de desempenho evidenciou que é capaz de encontrar parâmetros que aplicados à modelagem de VIV rendem simulações muito próximas aos sinais de entrada. Além disso, verificou-se que apesar de em geral o aumento de episódios no treinamento melhorar a precisão dos resultados, isso não ocorre indefinidamente e os ganhos marginais são progressivamente menores. Os achados levam à conclusão de que o modelo de acoplamento fluido-estrutura pode ser uma boa maneira analítica de se analisar VIV e que o aprendizado por reforço tem extenso potencial de aplicação em pesquisas na área.
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ABNT
COTRIM, Giovanni Simões e GIORIA, Rafael dos Santos. Estudo de modelo fenomenológico para interação fluido-estrutura e solução usando aprendizado por reforço. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2024. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/9084a45b-9754-4e8a-ae32-64836ec1161b/Giovanni_Sim%C3%B5es_Cotrim_PMI24.pdf. Acesso em: 30 abr. 2025. -
APA
Cotrim, G. S., & Gioria, R. dos S. (2024). Estudo de modelo fenomenológico para interação fluido-estrutura e solução usando aprendizado por reforço (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/9084a45b-9754-4e8a-ae32-64836ec1161b/Giovanni_Sim%C3%B5es_Cotrim_PMI24.pdf -
NLM
Cotrim GS, Gioria R dos S. Estudo de modelo fenomenológico para interação fluido-estrutura e solução usando aprendizado por reforço [Internet]. 2024 ;[citado 2025 abr. 30 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/9084a45b-9754-4e8a-ae32-64836ec1161b/Giovanni_Sim%C3%B5es_Cotrim_PMI24.pdf -
Vancouver
Cotrim GS, Gioria R dos S. Estudo de modelo fenomenológico para interação fluido-estrutura e solução usando aprendizado por reforço [Internet]. 2024 ;[citado 2025 abr. 30 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/9084a45b-9754-4e8a-ae32-64836ec1161b/Giovanni_Sim%C3%B5es_Cotrim_PMI24.pdf
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