Modelagem e Simulação na Modelagem e Simulação na Nanoescala Nanoescala

Prof. Fernando A. RochinhaProf. Fernando A. Rochinha

G-103 – G-201G-103 – G-201

faro@mecanica.coppe.ufrj.brfaro@mecanica.coppe.ufrj.br

Prof. Fernando Pereira DudaProf. Fernando Pereira Duda

ApresentaçãoApresentação

Motivação , Introdução e Objetivos;Motivação , Introdução e Objetivos;

Apresentação do Problema de Múltiplas Escalas;Apresentação do Problema de Múltiplas Escalas;

Noções Básicas de Mecânica e Métodos Noções Básicas de Mecânica e Métodos Computacionais;Computacionais;

Micromecânica : Medias e Homogeneização;Micromecânica : Medias e Homogeneização;

Noções Básicas de Ciência Dos Materiais;Noções Básicas de Ciência Dos Materiais;

Plasticidade em Poli cristaisPlasticidade em Poli cristais

Motivação: AplicaçõesMotivação: Aplicações

Nanotecnologia: Nanotubos de Nanotecnologia: Nanotubos de CarbonoCarbono

Micro e Nanotecnologia: MEMSMicro e Nanotecnologia: MEMS

Problema de Múltiplas EscalasProblema de Múltiplas Escalas

Problema de Múltiplas EscalasProblema de Múltiplas Escalas

Projeto de Componentes Projeto de Componentes MecânicosMecânicos

MODELAGEM MODELAGEM COMPUTACIONALCOMPUTACIONAL

MULTI-ESCALAMULTI-ESCALA

MODELAGEMMODELAGEM

MODELAGEM COMPUTACIONALMODELAGEM COMPUTACIONAL

Resultados Computacionais Resultados Computacionais são, idealmente, tão bons são, idealmente, tão bons quanto o modelo utilizadoquanto o modelo utilizado

((nuncanunca melhores; melhores; maismais as vezes piores as vezes piores))

Modelagem ComputacionalModelagem Computacional

A presença de incertezas associadas A presença de incertezas associadas àà modelagem impacta de forma modelagem impacta de forma crítica crítica a a confiabilidade dos resultados obtidos a partir de confiabilidade dos resultados obtidos a partir de uma uma análiseanálise computacional (computacional (www.lanl.gov/projects/ncsd/pubs/COST-01_Keynote.pdf))

Modelos fenomenológicos (construídos a partir Modelos fenomenológicos (construídos a partir de observações) utilizados na modelagem do de observações) utilizados na modelagem do comportamento de materiais são responsáveis comportamento de materiais são responsáveis por parte dessas incertezas.por parte dessas incertezas.

Modelagem de Materiais Modelagem de Materiais (Micro-Macro)(Micro-Macro)

Identificando mecanismos e características em Identificando mecanismos e características em escalas “mais baixas”escalas “mais baixas”

Modelando esses mecanismosModelando esses mecanismos

Computando o “Comportamento Efetivo”Computando o “Comportamento Efetivo”

Modelagem Multi-EscalaModelagem Multi-Escala

(Mecânica Quântica Estruturas)(Mecânica Quântica Estruturas)

Modelagem Multi-EscalaModelagem Multi-EscalaCaracterização das “Escalas Mais BaixasCaracterização das “Escalas Mais Baixas”” Avanço nas Técnicas de Microscopia : Avanço nas Técnicas de Microscopia : Ótica; Varredura e Manipulação;Ótica; Varredura e Manipulação;

www.metallography.com/grain.htmwww.metallography.com/grain.htm

www.stereologysociety.org/..

Microestrutura - TexturaMicroestrutura - Textura

Modelagem Multi-Escala – Modelagem Multi-Escala – Plasticidade em PolicristaisPlasticidade em Policristais

Modelagem Multi-EscalaModelagem Multi-EscalaCompósitos LaminadosCompósitos Laminados

Modelagem Multi-EscalaModelagem Multi-EscalaMecanismos de FalhaMecanismos de Falha

Modelagem Multi-EscalaModelagem Multi-EscalaMeios Heterogêneos Não LinearesMeios Heterogêneos Não Lineares

HomogeneizaçãoHomogeneização

Meio Periódico

Propriedades Efetivas

BibliografiaBibliografiaModeling Materials. Continuum, Atomistic and Multiscale Techniques. Ellad B. Tadmor and Modeling Materials. Continuum, Atomistic and Multiscale Techniques. Ellad B. Tadmor and Ronald E. Miller. Cambridge. 2011.Ronald E. Miller. Cambridge. 2011.

Nano Mechanics and Materials: Theory,Multiscale Analysis and Applications. W. K. Liu, E. Nano Mechanics and Materials: Theory,Multiscale Analysis and Applications. W. K. Liu, E. G. Karpov, and H. S. Park, Wiley, 2005G. Karpov, and H. S. Park, Wiley, 2005

Principles of Multiscale Modeling. Weinan E. Cambridge. 2011.Principles of Multiscale Modeling. Weinan E. Cambridge. 2011.

An Introduction to Mathematical Modeling. A Course in Mechanics. J. Tinsley Oden. Wiley. An Introduction to Mathematical Modeling. A Course in Mechanics. J. Tinsley Oden. Wiley. 2011.2011.

Computational Mathematical Modeling. An Integrated Approach Across Scales. D. Calvetti Computational Mathematical Modeling. An Integrated Approach Across Scales. D. Calvetti and E. Somersalo. SIAM. 2013.and E. Somersalo. SIAM. 2013.

Random Heterogeneous Materials. Microstructure and Macroscopic Properties. Salvatore Random Heterogeneous Materials. Microstructure and Macroscopic Properties. Salvatore Torquato. Springer. 2001.Torquato. Springer. 2001.

Practical Multiscaling. Jacob Fish. Wiley. 2014Practical Multiscaling. Jacob Fish. Wiley. 2014

Quase-Continuum Method : Quase-Continuum Method : http://qcmethod.org . .

Capítulo 10 – Tadmor et all...Capítulo 10 – Tadmor et all...