Desarrollo de un Método de Composición de Dominios tipo Chimera en Mecánica Computacional. - Storti, Bruno Alberto
El método quimera se encuentra dentro de los Métodos de Composición de Dominios (DCM). Los DCM consisten en obtener la solución de un problema de la mecánica computacional a partir de las formulaciones del mismo problema expresadas en varios subdominios. Uno de los objetivos principales del método quimera es evitar la dificultad que representa la generación de una malla conforme no estructurada en problemas que contienen cuerpos de formas geométricas intrincadas. En esta tesis se plantea el desarrollo e implementación de un método de composición de dominios tipo quimera para mallas superpuestas orientado a la resolución de problemas ingenieriles de optimización que impliquen cuerpos móviles, aprovechando cualidades inherentes del método como son la simplificación de la generación de mallas y el refinamiento local. Se plantean en primer lugar algoritmos para un acople algebraico de mallas estructuradas parcialmente solapadas. Esto permite analizar la convergencia de los solvers iterativos, y la convergencia en malla del método propuesto, como así también comparar los errores introducidos por el acople con respecto a una malla conforme. Posteriormente, se implementa el método propuesto en mallas no estructuradas parcial y completamente solapadas. A continuación, se introduce un interpolador de alto orden para no perder la convergencia espacial del método, como también un algoritmo para la detección de interfases de interpolación automático. En cuanto a la resolución del acople entre subdominios se propone un esquema tipo Dirichlet-Dirichlet para la interpolación, mientras que para la resolución de los sistemas lineales se utilizan solvers iterativos eficientes tal es de bi-gradientes conjugados estabilizado. Luego se introduce el optimizador pyOpt, un optimizador de licencia libre escrito en el lenguaje de programación Python, el cual es acoplado al método quimera para abordar problemas de optimización de transferencia térmica en plataformas de computación de alto desempeño (HPC). Dentro de la plataforma de pyOpt se utilizarán tanto optimizadores basados en gradiente, como libres de gradiente. Finalmente, la robustez de las herramientas desarrolladas son validadas mediante su aplicación en casos ingenieriles, principalmente en optimización de transferencia térmica. La implementación final de los algoritmos se realiza en lenguaje C más más, bajo los paradigmas de la Programación Orientada a Objetos, utilizando plataformas de HPC. Los códigos computacionales obtenidos son incorporados al entorno del código multifísica paralelo PETSc-FEM.