Projeto de Estruturas Sujeitas à Radiação Térmica

Estruturas que estão sujeitas a altas temperaturas absolutas, à convecção natural, ou estruturas que trocam calor na ausência de um meio físico, apresentam relevante transferência de calor por radiação térmica. Este fenômeno é importante para diversas aplicações e processos, como no funcionamento de coletores solares, satélites, fornos industriais, motores a combustão e usinas nucleares. Este trabalho apresenta a aplicação do método da otimização topológica (MOT) para o projeto de estruturas que trocam calor substancialmente por radiação térmica no interior de confinamentos, através da distribuição de material refletor ou de aquecedores. Por meio do MOT, que permite a liberdade de distribuição de material dentro de um domínio inicial, é possível adicionar ou remover material de uma determinada região do domínio, visando à obtenção de um projeto otimizado. Os casos considerados são o da distribuição de material refletor de radiação térmica ou de aquecedores, sujeitos a uma eventual restrição nas quantidades destes materiais, sobre uma superfície plana, de forma a extremizar-se a irradiação ou a minimizar-se a temperatura em determinada área do domínio de projeto.