Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-05-11T13:04:41Z No. of bitstreams: 1 2012_FabricioRibeiroBueno.pdf: 2030304 bytes, checksum: 24ad238acacd23cede1e2af2ac7eb74b (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2012-05-11T14:28:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_FabricioRibeiroBueno.pdf: 2030304 bytes, checksum: 24ad238acacd23cede1e2af2ac7eb74b (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-11T14:28:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_FabricioRibeiroBueno.pdf: 2030304 bytes, checksum: 24ad238acacd23cede1e2af2ac7eb74b (MD5) / Neste trabalho, o Método dos Elementos de Contorno com Reciprocidade Dual será associado a um Algoritmo Genético, gerando uma ferramenta que, através de uma distribuição de temperatura medida na superfície da pele, calcula-se, por um processo inverso, a localização e o tamanho de um tumor. Foi desenvolvido um sistema para simulação computacional, com modelagem tridimensional, de problemas de transferência de calor em meios biológicos baseado na solução da equação biotérmica de Pennes. A técnica destina-se a previsões de temperatura, visualização do comportamento e a práticas de diagnósticos de tumores. A equação biotérmica é aqui resolvida com o uso Método dos Elementos de Contorno com Reciprocidade Dual. O Método da Reciprocidade Dual foi implementado com o uso da função de aproximação com melhor resultado para modelos tridimensionais r f + = 1 associada a funções acrescidas lineares 1, x , y e z. Devido ao fato de a função objetivo, que é resolvida inversamente, envolver uma função de MEC com MRD, o Algoritmo Genético se torna um processo lento. Assim foi necessário desenvolver funções baseadas em histórico com varredura de regiões a fim de deixar a ferramenta rápida e precisa. Os resultados dos 27 exemplos apresentados envolvem ainda casos considerando condições de contorno do tipo convectivos e radiativos além de considerar a imprecisão dos equipamentos de leitura. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Here the dual reciprocity boundary element method is associated with a genetic algorithm producing a tool that through a distribution of temperatures measured on the skin surface calculates, by an inverse method, the localization and size of a tumour. A system was developed for the computational simulation of problems of heat transfer in a biological medium in three dimensions based on the solution of the Pennes Bioheat Equation. The technique is to be used for forecasting temperature, visualizing the behavior of the medium and for use in the diagnosis of tumours. The bioheat equation is solved here with the use of the Dual Reciprocity Boundary Element Method. The Dual Reciprocity Method was implemented using the approximating function which produced the best result for the 3D models which was 1+r with the augmentation functions 1, x, y, z. Due to the fact that the objective function, which is solved inversely, uses DRBEM, the genetic algorithm becomes slow. It was thus necessary to develop functions based on the history of previous solutions in order for the method to be faster and more acceptable. The results of the 27 examples presented involve cases considering convective and radiation boundary conditions in addition to imprecise equipment readings.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-12-22T13:41:17Z No. of bitstreams: 1 2017_AdriánAlbertoBetancurArroyave.pdf: 3721995 bytes, checksum: 2adf25d627528d41993d93c1ee3a7fd1 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-02-16T17:59:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_AdriánAlbertoBetancurArroyave.pdf: 3721995 bytes, checksum: 2adf25d627528d41993d93c1ee3a7fd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-16T17:59:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_AdriánAlbertoBetancurArroyave.pdf: 3721995 bytes, checksum: 2adf25d627528d41993d93c1ee3a7fd1 (MD5) Previous issue date: 2018-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES); Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAP-DF). / O principal objetivo deste trabalho consiste em desenvolver um procedimento para problemas multiescala usando o Método dos Elementos de Contorno (MEC) para determinar o módulo de Young efetivo de um Ferro Fundido Nodular GGG-40. Todas as rotinas foram escritas usando o MEC como método numérico, devido a suas principais caracteríscas as quais fazem com que seja uma ferramenta adequada para modelagem multiscala de materiais. Foram usados procedimentos completos para a caracterização das propriedades mecânicas do GGG-40. Procedimentos de Microtomografia e Micro-indentação (dureza Vickers) também foram usados para determinar a morfologia dos nódulos de grafita e o módulo de Young, respectivamente. Para o procedimento de homogeneização foram analisados vários modelos em 2D e 3D, considerando a gemetria real e sintética dos nódulos de grafita. A malha do MEC foi gerada através das imagens adquiridas por microtomogragia computarizada por Raios X, o que permitiu modelar a morfologia real dos nódulos de grapita. O módulo de Young efetivo obtido através do procedimento de homogenização para cada modelo foi comparado com os obtidos por ensaio de tração. Finalmente, a metodologia proposta foi adaptada para homogenização multiescala para problemas de viscoelasticidade. Para efeito de comparação e validação foram usados dados reportados em literatura. A análise multiescala acoplada ao MEC mostrou ser uma metodologia numérica eficiente para problemas de micromecânica de materiais heterogêneos. / The main goal of this work relies on developing a novel for multiscale methodology using the Boundary element Method (BEM) for determining the effective Young’s modules of a GGG-40 Nodular Cast Iron (NCI). All routines were written using the BEM as numerical method, due to its main features that makes this a suitable tool for modeling multiscale materials. Full experimental procedures for characterizing the mechanical properties were used for GGG-40. Computational X-ray Microtomography (Micro-CT) and Microindentation (Vickers Hardness) tests were also used to determine the morphology of the graphite’s nodules and the Yong’s module, respectively. For the homogenization procedure several models, such as 2D and 3D, considering the real and synthetic geometry of the graphite´s nodules were analyzed. The resulted effective young’s modules from each one were compared. The BEM mesh was generated through the images acquired by Micro-CT, which allowed modeling the real morphology of the graphite’s nodule. The effective Young’s modules obtained through a homogenization procedure for each model were compared with those obtained from tensile tests. Finally, the purposed methodology herein was adapted for a multiscale homogenization for viscoelasticity problems. Geometric data parameters reported in the literature were used for comparison and validation. The multiscale analysis coupled with the BEM showed to be an efficient numerical methodology for micro mechanical problems of heterogeneous materials.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-06-16T16:30:52Z No. of bitstreams: 1 2015_TatianeSantosLealdeOliveira.pdf: 3593620 bytes, checksum: 31067050c07d5366b681185766cf585f (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-07-26T11:02:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_TatianeSantosLealdeOliveira.pdf: 3593620 bytes, checksum: 31067050c07d5366b681185766cf585f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-26T11:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_TatianeSantosLealdeOliveira.pdf: 3593620 bytes, checksum: 31067050c07d5366b681185766cf585f (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre o desenvolvimento de um procedimento de otimização para controlar o fluxo térmico de uma placa de circuito impresso (PCI) em meio de materiais isotrópico e anisotrópico. Neste sentido, os esforços se baseiam em maximizar o fluxo de calor para determinar a configuração mais eficaz, quanto possível, para a distribuição gradiente dentro da PCI. O Método dos Elementos de Contorno (MEC) foi empregado para resolver a equação diferencial governante para problemas potenciais. O algoritmo genético (AG) foi utilizado como método de busca da solução ótima para determinar o caminho otimizado de transferência de calor, quando se considera inclusões retangulares rotacionáveis com baixa condução dentro da matriz. Alguns exemplos numéricos são estudados a fim de validar a metodologia apresentada. / This works presents a study regarding to the development of an optimization procedure in order to control the thermal heat flux of a printed circuit board for isotropic and anisotropic medium. In this sense, the efforts are based on maximizing the heat flux for determining the best configuration, as possible as, for the inside gradient distribution of the (PCB). The boundary element method (BEM) was employed for solving the governing differential equation for potential problems. The genetic algorithm (GA) was chosen as a search method of the optimal solution for determining the heat transfer optimized path, when rotational rectangular inclusions with low conductive are considered inside the matrix. Some numerical examples are studied in order to validate the proposed methodology.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Andrielle Gomes (andriellemacedo@bce.unb.br) on 2015-07-01T20:32:18Z No. of bitstreams: 1 2014_AlvaroCamposFerreira.pdf: 3707259 bytes, checksum: 9862bd4b3d7bdee5390ed7a4eb1a177c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-28T12:11:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AlvaroCamposFerreira.pdf: 3707259 bytes, checksum: 9862bd4b3d7bdee5390ed7a4eb1a177c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-28T12:11:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AlvaroCamposFerreira.pdf: 3707259 bytes, checksum: 9862bd4b3d7bdee5390ed7a4eb1a177c (MD5) / O estudo de cavidades acústicas é uma área de grande interesse em diversas áreas da industria. Em aplicações automotivas, o projeto de abafadores reativos ou dissipativos tem uso em diversas aplicações na admissão e na exaustão de motores de combustão interna. Em aplicações petrolíferas, o controle de ruído é uma necessidade em dutos para redução de ações acústicas gerados por máquinas ou pelo próprio fluxo ou sua interação com acidentes (curvas, junções T, válvulas, reduções, entre outros). Ou ainda em aplicações biomecânicas, o estudo do trato vocal repercute em domínios da fonoaudiologia, síntese da voz, e no ensino/treinamento de cantores líricos. Inúmeras são as aplicações práticas quando as soluções permitem a avaliações de cavidades tão complexas e diferentes. Uma das formas de prever numericamente o comportamento acústico é com o Método de Elementos de Contorno. Este método possui características interessantes para a solução de problemas acústicos sem poluição numérica em altas frequências. O presente trabalho aborda a acústica de cavidades através do método dos Elementos de Contorno Direto. A implementação numérica é realizada em MATLAB devido as possibilidades de solução computacional e de visualização dos resultados. A construção de malhas em elementos de contorno usa o programa GiD. O código implementado é utilizado para obter o comportamento acústico de cavidades de geometria simples e esse resultado é comparado com soluções analíticas (soluções fechadas e matriz de transferência) e resultados numéricos de modelos do Método de Elementos Finitos obtidos utilizando o software comercial Ansys 14:5. O código implementado é então utilizado para obter o comportamento acústico de cavidades de geometria complexa em colaboração com o Laboratório de Vibrações (UnB FT/EnM/GDS). ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The study of acoustic cavities is a highly interesting area for numerous industry segments.The design of reactive or dissipative mufflers in the admission or exhaustion of internal combustion engines is a concern in the automotive industry. In petrochemical applications, the noise control is a necessity for the reduction of acoustic effects generated by the machinery or the flow inside the duct itself (curves. T junctions, valves, reductions, for example). There are even biomechanical applications, the study of the vocal tract bounces in the domain of phonoaudiology, voice synthesis and in the teaching/coaching of lyrical singers. There are countless applications for the evaluation of solutions of cavities with complex geometries. One of the ways to numerically predict the acoustic behavior is using the Boundary Element Method. This method possesses interesting characteristics for the solution of acoustic problems with no numeric pollution in the high frequencies. The present work assesses cavity acoustics by means of the Direct Boundary Element Method. The numerical implementation is performed in the MATLAB programing environment for its capacity of computational solution and results visualisation. Mesh construction in boundary elements is carried out using commercial program GiD. The implemented code is used to obtain the acoustic behavior of simple geometry cavities and this result is compared with analytical solutions (closed solutions and transfer matrix) and numerical results of Finite Element Method models obtained using commercial software Ansys 14:5. The implemented code is then used to obtain the acoustic behavior of complex geometry cavities in collaboration with the Laborat´orio de Vibrac¸ ˜oes (UnB - FT/EnM/GDS).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-22T15:03:04Z No. of bitstreams: 1 2015_GabrieladeAthaydeDubocBahia.pdf: 9143242 bytes, checksum: 283cad0e2f86f4740218c1fa5e5a74d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-05-26T18:04:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GabrieladeAthaydeDubocBahia.pdf: 9143242 bytes, checksum: 283cad0e2f86f4740218c1fa5e5a74d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-26T18:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GabrieladeAthaydeDubocBahia.pdf: 9143242 bytes, checksum: 283cad0e2f86f4740218c1fa5e5a74d0 (MD5) / No exercício da engenharia civil, a utilização de métodos simplificados, que não consideram a interação solo-estrutura (ISE), é predominante para a realização de projetos. A consideração dos apoios indeslocáveis para o cálculo da estrutura e a desconsideração do processo de carregamento e da rigidez da edificação para o cálculo da deformabilidade do solo não representam o comportamento real das obras. Na área experimental, a utilização de técnicas de monitoramento de recalque e de prova de carga possibilita a obtenção de parâmetros para uma análise mais completa podendo obter uma estimativa do comportamento da fundação. Isso aliado à utilização de métodos numéricos, como o Método dos Elementos Finitos (MEF), Método dos Elementos de Contorno (MEC) e Métodos Híbridos, permite considerar, na modelagem solo-edifício, a interação entre os elementos e analisar a influência da ISE no comportamento da edificação global. Sabendo da importância do estudo da interação solo-estrutura, este trabalho tem como objetivo realizar um estudo, por meio de um processo iterativo entre os programas CAD/TQS e GARP a fim de verificar a influência da ISE nos esforços da edificação e nos recalques das fundações. Para isso, foram realizadas retroanálises de modo a aproximar os resultados de recalque obtidos pelo estudo aos resultados medidos pelo monitoramento de recalques, com o intuito de sugerir uma metodologia numérica, considerando a ISE, a ser utilizada na prática. Para a realização da pesquisa, foi escolhida uma edificação residencial localizada em Águas Claras – DF. As medições de recalque e a prova de carga já haviam sido realizadas e serviram de parâmetros para as análises numéricas. Para complementação do estudo foi realizada a previsão de recalque pelo método de Poulos e Davis (1980) de forma a comparar os resultados obtidos pelas análises dos softwares aos resultados obtidos pela previsão e pelo monitoramento de recalques, para as situações da análise convencional e da análise considerando a ISE. Como resultados comparativos foram apresentados os esforços nos pilares antes e após a ISE para toda a prumada da edificação e os resultados de deformação nos elementos de fundação. Para o caso em questão, foram constatados os efeitos da ISE na edificação, os quais atingiram apenas os primeiros pavimentos, sendo a maior variação do esforço normal (Fz) de 0,7 kN para o P216 ao final do 2º pavimento, a maior variação do momento em x (Mx), de -118,3 kN.m para o P216 ao final do 1º pavimento e a maior variação para o momento em y (My), de -0,7 kN.m para o P221 ao final do 1º pavimento. No caso dos recalques, os resultados se aproximaram mais aos do monitoramento de recalques após a ISE, porém a média da variação relativa ainda foi alta, atingindo -38,9%. / On civil engineering professional practice, the use of simplify methods that do not consider soil-structure interaction (SSI) is a predominant factor for project executions. To consider fixed supports for structure calculation, disregarding loading process and building rigidity for soil deformation do not represents real behavior in constructions. In experimental areas, the use of monitoring techniques for settlements and loading tests practice offers, parameters acquisition for more complete analyses obtaining a behavioral estimation of the foundation that has been monitored. All this associated to numerical methods application, such as, Finite Element Methods (FEM), Boundary Elements Methods (BEM) and Hybrid Methods allow to consider on soil-structure modeling the interaction between elements and to analyze the SSI influence on the global building behavior. Knowing the importance of the soil- structure interaction, this work aims to perform a study, by means of iterative process between CAD/TQS programs and GARP, in order to verify the SSI influence on the stresses and foundations settlements, as well as, perform a back-analysis in order to approach the settlements results obtained by analysis of settlements results measured by monitoring settlements with the purpose of suggesting a numerical methodology, considering the SSI, to be used in practice. To accomplish these analysis it was chosen a residential building localized in Águas Claras – DF. Settlement measurements and loading test had been executed and served as parameters for numerical analyses. To complement the analysis was perform a settlement prediction by Poulos and Davis (1980) method to compare the results obtained by software analysis from those obtained on the prediction. As comparative results were presented pile stresses before and after the SSI for the whole plumb line on the building strain results on the building elements. In the present case, SSI effects were identify, however, reaching just the firsts building levels, it is the largest variation of the normal force (Fz) was 0.7 kN to the P216 at the end of the 2nd floor, the largest variation of the x moment (Mx), -118.3 kN.m to the P216 to the end of the 1st floor and the largest variation for the y moment (My), -0.7 kN.m to the P221 to the end of the 1st floor. For settlements, the results were closer to the monitoring settlements after SSI, however, the average relative change is still high, reaching -38.9%.

Inicialmente, são apresentadas neste trabalho duas formulações do método dos elementos de contorno para análise elástica de estruturas compostas por lâminas planas de espessuras constantes. Em ambos modelos, o comportamento de cada lâmina-base é analisado levando-se em conta os efeitos de placa e chapa. A lâmina em flexão é assumida sob as hipótses de Kirchhoff. Na primeira abordagem, as variáveis do problema são representadas por um conjunto de quatro graus de liberdades (GLs) em deslocamentos e forças associadas e chapas (deslocamentos normal, tangencial e suas respectivas forças de superfície) e a placas (deslocamento transversal, rotação normal e seus respectivos esforços representados pela força de Kirchhoff e momento fletor). Esta abordagem foi chamada de modelo tetraparamétrica, resultando em uma técnica hexaparamétrica. Com isso, o vetor de deslocamentos é composto pelos deslocamentos normal, tangencial, transversal e pelas rotações normal, tangencial e zenital. Essa última variável é associada a uma rotação que atua ao longo da direção perpendicular ao plano médio de lâmina-base. Além disso, no modelo hexaparamétrico, o vetor das forças tem apenas quatro GLs (forças normal e tangencial no problema da chapa; força de Kirchhoff e momento fletor no caso de flexão). Inicialmente, as matrizes de influência são montadas para ambos modelos e então técnicas especiais são empregadas somente para a abordagem hexaparamétrica, a fim de resolver a incompatibilidade de ordens entre as matrizes de influência dos deslocamentos e das forças. Em seguida, a técnica da subregião é utilizada para montar o sistema final de equações da estrutura não-coplanar. A partir dos modelos tetra e hexaparamétricos elásticos para problemas não-coplanares, o comportamento elastoplástico é incorporado nessas abordagens como campos tensoriais iniciais (tensão/momento ou deformação/curvatura) para analisar problemas coplanares utilizando ) representações clássicas para a superfície de plastificação. / Firstly in this work, two formulations of the boundary element method for the linear elastic analysis of plated structures of uniform thicknesses are presented. In both models, the behaviour of each plate unit is analysed taken into account the effects from the plate in bending and the plate in tension. The bending plate is assumed under Kirchhoff\'s hypotheses. In the first approach, the variables of the problem are represented by a set of four degrees of freedom (DOFs) in displacements and forces associated with the plate in tension (normal and tangential displacements and their respective tractions) and the plate in bending (transverse displacements, normal slope and their efforts represented by Kirchhoff force and bending moment). This approach was called four-parameter model. In the second approach, two further variables are inserted into the four-parameter model, resulting in a six-parameter technique. Hence, the displacement vector is populated by normal, tangential, transverse displacements and by normal, tangential and zenithal slopes. The last variable is associated with a rotation acting along the perpendicular direction to median plane of the plate unit. In addition, for the six-parameter model the force vector has only four DOFs (normal, tangential forces in tension plate problem and bending moment and Kirchhoff force in bending case). Initially, the influence matrices are assembled for both models and then special techniques are only employed into six-parameter approach in order to solve an incompatibility of orders between the influence matrices of displacements and forces. Then the subregion technique is used to assemble the final system of equations of the noncoplanar plated structure. From the four and six parameter elastic models for noncoplanar plated structures, the elastoplastic behaviour is incorporated into these approaches as initial tensor fields (stress/moment or strain/curvature) in order to analyse coplanar problems using classical representations for the loading surface.

Neste trabalho, desenvolve-se uma formulação não-linear com o método dos elementos de contorno para análise numérica de sólidos danificados, considerando-se o fenômeno da localização de deformações. São utilizados dois modelos de dano, sendo um deles para o concreto. A regularização dos modelos locais é introduzida utilizando-se o conceito de integral não-local, objetivando-se assim eliminar a dependência de malha da resposta obtida com o contínuo local. A formulação implícita proposta é escrita em termos das variáveis de deformação do domínio e utiliza matriz tangente consistente, que é derivada a partir das relações constitutivas dos modelos não-lineares. A formulação é estendida para considerar a equação do comprimento de arco acoplada às equações de equilíbrio do método, possibilitando a obtenção de respostas com \"snap-back\". Introduz-se também uma equação de restrição na formulação, mais geral que a do arco. Considera-se o acoplamento da formulação do método dos elementos de contorno com o método dos elementos finitos para modelar o meio contínuo com fibras. No acoplamento, utiliza-se uma técnica com mínimos quadrados para reduzir o número de equações do problema, geradas a mais do que o número de incógnitas em função da adoção de diferentes aproximações polinomiais para aproximar deslocamentos e forças nas fibras. Considera-se um modelo não-linear para o escorregamento entre fibras e meio. A variável do deslocamento relativo é introduzida nas equações do acoplamento e a formulação resultante permite analisar meios com dano, enrijecidos com fibras, considerando-se perda de aderência entre os dois materiais. / In this work, a non-linear formulation of the boundary element method has been developed to analyse numerically damaged solids, taking into account the strain localization phenomenon. Two damage models are used, being one of them particularly applied to concrete materials. The regularization of the local models is introduced by the concept of non-local integral, aiming the mess dependency elimination that may appear if the local models are used. The proposed implicit formulation is written in terms of domain strain variables and is based on the consistent tangent operator - CTO, which is derived from the non-linear model constitutive relations. The formulation is extended to consider the arc-length scheme combined with the equilibrium equations of the boundary element method to make possible the analysis of solids exhibiting snap-back effects. A general constrained equation even more general than the arc-length one is also introduced. An improved version of the boundary element-finite element method combination is also discussed and implemented to analyse reinforced solids. The least square method is adopted to reduce the number of redundant equations obtained by adopting different approximation for displacements and interface forces. An appropriate non-linear bolting model is considered to control the interface force between matrix and fibers, introducing therefore the relative displacement variable in the coupling equations. The resulting formulation allow analysing damaged bodies reinforced by fibers and taking into account the bolting conditions between matrix and fibers.

Neste trabalho utiliza-se a formulação direta do Método dos Elementos de Contorno aplicada ao problema de flexão de placas com vinculação interna. Através da utilização da teoria baseada nas hipóteses de Reissner é possível atender em cada ponto, a três condições físicas de contorno. Admite-se a aplicação de cargas transversais distribuídas e concentradas, além de momentos distribuídos em linha. Os elementos de contorno apresentam geometria linear com aproximação quadrática para as variáveis de contorno. As equações integrais dos deslocamentos são escritas para pontos de colocação dispostos fora do domínio, evitando-se assim problemas de singularidades. O sistema de equações algébricas originado da análise de placas via MEC é modificado para incorporar o enrijecimento produzido pela vinculação interna. Primeiramente é analisado o enrijecimento produzido por apoios internos pontuais ou distribuídos em áreas pequenas e, em seguida, é estudada a associação da placa com uma estrutura qualquer, formada por barras. O enrijecimento produzido por esta estrutura é obtido utilizando-se o Método dos Elementos Finitos. Finalmente, são apresentados alguns exemplos simples que mostram a boa precisão da técnica utilizada. / The direct formulation of the Boundary Element Method is applied to the analysis of internally restrained plates in bending. By employing Reissner\'s theory, the three boundary conditions are satisfied at each point. Loading conditions include concentrated or uniformly distributed loads as well as linearly distributed moments. The boundary elements are geometrically linear with quadratic approximation for the boundary variables. The displacement integral equations are written for collocation points outside the domain thus avoiding any singularity problem. The resulting system of algebraic equations is modified to include the stiffening effects. Plates with internal point restraints and restrained over small areas are analyzed as well as plates connected to others structures made up of bars. In this last case, the stiffening effect is calculated through the Finite Element Method. The results obtained in simple problems indicate the accuracy of the procedure.

Neste trabalho, estudam-se problemas bidimensionais de propagação de ondas acústicas e elásticas, no domínio da freqüência, formulados através do Método dos Elementos de Contorno. A formulação é baseada nas representações integrais das equações diferenciais que governam os fenômenos de propagação de ondas acústicas num meio fluido e de ondas elásticas numa estrutura elástica. Analisa-se também a interação entre o fluido e a estrutura com o uso de sistemas de equações acoplados. As soluções fundamentais utilizadas são expressões exatas e não há necessidade de subdivisão dos domínios em células de integração. São aplicadas técnicas de integração alternativas na escolha das equações algébricas no domínio do fluido, visando a melhora das respostas globais do conjunto. Apresentam-se ainda exemplos numéricos, com o objetivo de possibilitar a modelagem numérica de problemas de acoplamento fluido-estrutura e de radiação e difusão acústica. / In this work, acoustic and elastic wave propagation problems in 2D, in frequency domain, are studied and formulated with the Boundary Element Methods. The formulation is based on the integral representations derived from the differential equations that govern the phenomena of acoustic wave propagation in a fluid medium and elastic wave propagation inside an elastic domain. The fluid-structure interaction is also formulated by coupling appropriately the corresponding systems of equations. The fundamental solutions adopted in this work are conveniently chosen to avoid the mass integral terms in the elastic wave integral representation and the equivalent terms in the acoustic integral equation. Thus, the algebraic representations of both problems are written only in terms of boundary values. Subdivisions of the domain to perform integrals over cells are not required. In an attempt to improve the global answers of the fluid problem, several integration techniques have been experimented to build alternative algebraic matrix equations. Numerical examples are presented in order to shown the accuracy of the studied acoustic radiation and scattering problems and also to verify the proposed fluid-structure coupling.

Este trabalho trata da análise de problemas planos de chapa compostos por materiais anisotrópicos, definidas em uma região ou no domínio por completo, utilizando-se o método dos elementos de contorno. As soluções fundamentais para problemas anisotrópicos, embora existentes, mostram-se difíceis de serem utilizadas devido à complexidade de sua formulação matemática ou da necessidade de se encontrar partes da solução numericamente. Nesse sentido, a formulação alternativa mostrada nesse trabalho permite o estudo de meios anisotrópicos utilizando-se as soluções fundamentais para meios isotrópicos nas representações integrais de problemas planos com campo de tensões iniciais. A região do domínio com propriedades anisotrópicas ou diferentes das propriedades elásticas de um meio isotrópico usado como referência é discretizada em células triangulares, enquanto que o contorno do problema é discretizado em elementos lineares. As componentes do tensor de tensões iniciais da região anisotrópica são definidas como uma correção das tensões elásticas do material isotrópico de referência através de uma matriz de penalização. Essa matriz, por sua vez, é obtida através de relações envolvendo as constantes elásticas de rigidez do meio desejado e os coeficientes elásticos de flexibilidade do meio isotrópico de referência. Essa técnica é particularmente adequada para a análise de inclusões anisotrópicas onde há a necessidade de discretizar apenas uma parte pequena do domínio, aumentando, portanto, pouco o número de graus de liberdade do sistema. Os resultados obtidos com a formulação proposta são comparados com os resultados numéricos existentes na literatura. / This work deals with elastic 2D problems characterized by the presence of zones with different materials and anisotropic inclusions using the boundary element method. The anisotropy can be assumed either over the whole domain or defined only over some particular inclusions, which is the most usual case. Fundamental solutions for anisotropic domains, although well-known, lead to more complex formulations and may introduce difficulties when the analysis requires more complex material models as for instance plastic behavior, finite deformations, etc. The alternative formulation proposed in this work can be applied to anisotropic bodies using the classical fundamental solutions for 2D elastic isotropic domains plus correction given by an initial stress field. The domain region with anisotropic properties or only with different isotropic elastic parameters has to be discretized into cells to allow the required corrections, while the complementary part of the body requires only boundary discretization. The initial stress tensor to be applied to the anisiotropic region is defined as the isotropic material elastic stress tensor correction by introducing a local penalty matrix. This matrix is obtained by the difference between the elastic parameters between the reference values and the anisotropic material. This technique is particularly appropriate for anisotropic inclusion analysis, in which the domain discretization is required only over a small region, therefore increasing very little the number of degrees of freedom of the final algebraic system. The numerical results obtained by using the proposed formulation have demonstrated to be very accurate in comparison with either analytical solutions or the other numerical values.