Uma aplicação dos métodos dos elementos finitos e diferenças finitas à interação fluido-estrutura / An aplication of the methodos of finite elements and finite diferences to fluid struture interaction / Uma aplicação dos métodos dos elementos finitos e diferenças finitas à interação fluido-estrutura / An aplication of the methodos of finite elements and finite diferences to fluid struture interaction

AUTOR(ES)

Luis Carlos de Sousa Junior

DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Em muitos casos práticos de Engenharia, uma estrutura pode ter seu comportamento dinâmico alterado em função da presença de um fluido denso, e nesses casos, deve-se investir em uma abordagem Fluido-Estrutura. Quando houver um regime de pequenos deslocamentos, tanto para a estrutura como para o fluido, este se torna um problema Acústico-Mecânico. Este trabalho apresenta alguns resultados numéricos baseados na formulação em Elementos Finitos (EF) U-p (deslocamento-pressão) (Zienkiewicz e Newton 1969). Essa formulação foi adotada devido a sua ampla utilização, ter mostrado bons resultados em mais de três décadas e pelo fato de ser a base de códigos computacionais comerciais. É também apresentara uma proposta de formulação numérica equivalente a anterior, porém em Diferenças Finitas (DF). Esse modelo em DF considera estruturas laminares do tipo viga. Em ambas as formulações (EF e DF), o fluido é modelado por meio da equação da onda e condições de contorno diversas: interação fluido-estrutura, parede rígida, ondas de gravidade de pequenas amplitudes e radiação. São apresentados resultados de casos sintéticos, no qual foi possível explorar as potencialidades das formulações numéricas (acoplamento, condições de contorno). Estes problemas são analisados para o caso de vibrações livres e forçadas. Para a integração no tempo, foi utilizado o Método de Newmark, que se mostrou eficaz mesmo com as matrizes acopladas (fluido+estrutura). Parâmetros governantes fluido-estrutura são incorporados nas analises. São também apresentados modelos simplificados baseados no conceito de massa adicional. Os modos naturais de perfil típico de uma barragem gravidade de concreto foram calculados. Simulações transientes foram feitas para entender a resposta dessa estrutura típica sob condições acopladas e desacopladas com o reservatório, quando sujeita a um movimento harmônico do solo.

ASSUNTO(S)

método das diferenças finitas interação fluido-estrutura estruturas métodos numéricos autovalores médoto dos elementos finitos análise transiente

Documentos Relacionados

• Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
• Simulação numérica na engenharia do vento incluindo efeitos de interação fluido-estrutura
• Mathematical modeling for three-dimensional fluid-structure interaction problems
• Estimador de erro para a formulação p do metodo dos elementos finitos aplicado ao problema fluido-estrutura
• Simulação computacional da interação fluido-estrutura em bombas de cavidades progressivas