[pt] As interações fluido-estrutura são muito comuns na engenharia mecânica e civil porque muitas estruturas, como pontes, plataformas de petróleo, linhas de transmissão ou turbinas eólicas, estão diretamente em contato com um fluido, que pode ser o ar, no caso de vento, ou água, que irá perturbar a estrutura através de ondas. Um papel importante do engenheiro é prevenir a falha da estrutura devido às instabilidades criadas pelas interações fluidoestrutura. Este trabalho apresentará em primeiro lugar todos os conceitos básicos necessários para o estudo de problemas de interação fluido-estrutura. Assim, é realizada uma análise dimensional visando classificar os problemas de fluido-estrutura. A classificação é baseada na velocidade reduzida, e algumas conclusões sobre as conseqüências das interações fluido-estrutura podem ser feitas em termos de estabilidade ou, o que é mais interessante, de instabilidade. De fato, usando modelos simplificados, pode-se mostrar instabilidades estáticas e dinâmicas, induzidas por fluxo, que podem ser críticas para a estrutura. As partes finais do trabalho apresentarão uma estrutura não-linear específica, uma ponte suspensa. Primeiro, a formulação de um modelo simplificado unidimensional é explicada e, em seguida, através de uma discretização por elementos finitos, é realizado um estudo dinâmico. Além disso, algumas conclusões são apresentadas sobre a dinâmica das pontes suspensas. A última parte deste trabalho apresenta um método que foi uma importante fonte de publicação para nós, o método de decomposição regular. / [en] Fluid-structure interactions are very common in mechanical and civil engineering because many structures, as bridges, offshore risers, transmission lines or wind turbines are directly in contact with a fluid, which can be air, which will be source of wind, or water, which will perturb the structure through waves. An important role of the engineer is to prevent structure failure due to instabilities created by the fluid-structure interactions. This work will first present all the basic concepts needed for the study of fluid-structure interaction problems. Thus, a dimensional analysis of those problems is performed and also all the equations governing such cases are presented. Then, thanks to the dimensional analysis made, a classification of problems, namely based on the reduced velocity, can be done and some conclusions concerning the consequences of the fluid-structure interactions can be drawn in terms of stability or, which is more interesting, instability. Indeed, using simplified models one can show static and dynamic flow-induced instabilities that may be critical for the structure. The final parts of the work will present a specific non-linear structure, a suspension bridge. First the formulation of a simplified one-dimensional model is explained and then, through a finite element discretization, a dynamical study is performed. Also, some conclusions are made concerning the dynamic of suspension bridges. The last part of this work presents a method that was an important source of publication for us, the Smooth Decomposition method.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de metodologia para avaliar a utilização do Sistema de Posicionamento Global (GPS) como ferramenta de pesquisa no estudo do comportamento dinâmico de obras viárias. Para ser caracterizado como um instrumento de medição, foi estudada a potencialidade de um método, que se fundamenta numa forma específica de coleta e processamento de dados GPS; análise dos resíduos resultantes do processamento da dupla diferença de fase e aplicação de análise espectral para filtragem de informações indesejáveis (multicaminhamento dos sinais GPS). A coleta envolve um oscilador eletro-mecânico, especialmente projetado, que permite calibrar as medidas de amplitude e freqüência das oscilações mensuráveis pela obra sob teste. Inúmeros experimentos foram realizados em ambientes de reflexões e difrações variáveis e com diversos tipos de receptores e antenas GPS. Alguns ensaios foram realizados utilizando, simultaneamente, equipamentos como transdutores de deslocamento, acelerômetros e estações totais. Comparando os resultados obtidos, mesmo com valores prescritos em normas e códigos, afirma-se que o GPS, sob o método de coleta de dados testado, é um instrumento confiável para detecção e caracterização do comportamento dinâmico de estruturas, apresentado confiabilidade para as medições realizadas, da ordem de décimos de milímetro. Quanto à detecção das freqüências, as mais baixas ficam comprometidas pela presença do multicaminhamento e as mais elevadas têm a detecção limitada pela máxima taxa de coleta dos receptores (Lei de Nyquist) / This work presents the development of a methodology to appraise the use of Global Positioning System (GPS) as a tool for researching of dynamic behavior of road transport structures. To be characterized as an instrument for measuring it was studied the potentiality of one method which includes a specific mode of GPS data collection; analyses of double difference phase residuals and application of spectral analyses and filtering for excluding undesirable information (multipath). The GPS data collected applies an electro-mechanical oscillator, specially built for that, which permits to calibrate the measures of frequency and amplitude of structure’s oscillations under dynamic load test. Several field tests were carried out in vicinities with high and low capacity of causing signal reflections and diffractions and with different types of GPS receivers and GPS antennas. A couple of fields were carried out using, at the same time, transducers of displacement, accelerometers and total stations. Comparing these results obtained even with values of codes, it is affirmed that GPS, under the data collection method tested, it is a trustworthy instrument for detection and characterization of dynamic behavior of structures, presenting reliability of measures ranging around tenths of millimeters. The very low frequencies are highly degraded by multipath and very high frequencies have its detection limited by the receiver data rate (Theorem’s Nyquist)

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de metodologia para avaliar a utilização do Sistema de Posicionamento Global (GPS) como ferramenta de pesquisa no estudo do comportamento dinâmico de obras viárias. Para ser caracterizado como um instrumento de medição, foi estudada a potencialidade de um método, que se fundamenta numa forma específica de coleta e processamento de dados GPS; análise dos resíduos resultantes do processamento da dupla diferença de fase e aplicação de análise espectral para filtragem de informações indesejáveis (multicaminhamento dos sinais GPS). A coleta envolve um oscilador eletro-mecânico, especialmente projetado, que permite calibrar as medidas de amplitude e freqüência das oscilações mensuráveis pela obra sob teste. Inúmeros experimentos foram realizados em ambientes de reflexões e difrações variáveis e com diversos tipos de receptores e antenas GPS. Alguns ensaios foram realizados utilizando, simultaneamente, equipamentos como transdutores de deslocamento, acelerômetros e estações totais. Comparando os resultados obtidos, mesmo com valores prescritos em normas e códigos, afirma-se que o GPS, sob o método de coleta de dados testado, é um instrumento confiável para detecção e caracterização do comportamento dinâmico de estruturas, apresentado confiabilidade para as medições realizadas, da ordem de décimos de milímetro. Quanto à detecção das freqüências, as mais baixas ficam comprometidas pela presença do multicaminhamento e as mais elevadas têm a detecção limitada pela máxima taxa de coleta dos receptores (Lei de Nyquist) / This work presents the development of a methodology to appraise the use of Global Positioning System (GPS) as a tool for researching of dynamic behavior of road transport structures. To be characterized as an instrument for measuring it was studied the potentiality of one method which includes a specific mode of GPS data collection; analyses of double difference phase residuals and application of spectral analyses and filtering for excluding undesirable information (multipath). The GPS data collected applies an electro-mechanical oscillator, specially built for that, which permits to calibrate the measures of frequency and amplitude of structure’s oscillations under dynamic load test. Several field tests were carried out in vicinities with high and low capacity of causing signal reflections and diffractions and with different types of GPS receivers and GPS antennas. A couple of fields were carried out using, at the same time, transducers of displacement, accelerometers and total stations. Comparing these results obtained even with values of codes, it is affirmed that GPS, under the data collection method tested, it is a trustworthy instrument for detection and characterization of dynamic behavior of structures, presenting reliability of measures ranging around tenths of millimeters. The very low frequencies are highly degraded by multipath and very high frequencies have its detection limited by the receiver data rate (Theorem’s Nyquist)