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Previous issue date: 2017-03-09 / CAPES / Problemas relacionados à interação fluido-estrutura (IFE) estão presentes em diversos casos práticos na engenharia. Neste sentido, barragens de reservatórios, canais de navegação e pilares de plataformas e aerogeradores offshore são apenas alguns exemplos. O efeito produzido pelo fluido sobre a estrutura é de fundamental importância, pois altera o seu comportamento e produz esforços adicionais, sendo assim indispensável uma análise do sistema acoplado a fim de aperfeiçoar o desenvolvimento de projetos. Atualmente, devido aos avanços na indústria de computadores, as ferramentas numérico-computacionais consistem em meios bastante eficientes para a realização destas avaliações. Dentre os métodos numéricos mais utilizados, podem ser citados o Método das Diferenças Finitas (MDF), o Método dos Elementos Finitos (MEF), o Método dos Volumes Finitos (MVF) e o Método dos Elementos de Contorno (MEC). Este trabalho apresenta uma metodologia progressiva para solução do problema vibroacústico e um código próprio para análises modais bidimensionais do sistema acoplado fluido-estrutura, o qual é inicialmente discretizado por MDF, evoluindo para um acoplamento utilizando o MDF e o MEF simultaneamente e finalmente termina apenas com o MEF para geometrias da cavidade acústica e do sólido envolvendo interfaces curvas. O domínio estrutural é governado pelas equações da elasticidade 2D, ao passo que o comportamento do fluido é descrito pela equação de Helmholtz. O código é aplicado para estudos de casos fictícios e reais. Os resultados são validados a partir da utilização de programa comercial, apresentando erros desprezíveis para malhas discretizadas com tamanho razoável e tempo de processamento viável. / Problems related to fluid-structure interaction (FSI) are present in many practical cases in engineering. In this sense, dams, navigation channels and columns of offshore platforms and wind turbines are some examples. The effect generated by the fluid over the structure has a key importance, because it changes its behavior and adds other forces, and so it’s indispensable an analysis of the coupled system in order to improve the development of projects. Nowadays, because of the progress in computer industry, the numerical and computational tools are fairly efficient means to perform these evaluations. Among the most used numerical methods, there are the Finite Differences Method (FDM), the Finite Element Method (FEM), the Finite Volume Method (FVM) and the Boundary Element Method (BEM). This work presents a code capable of doing modal analysis, for problems in two dimensions, of the fluid-strutcture coupled system, which is initially evaluated through FDM, evolving to a coupling using FDM and FEM simultaneously and it finally finishes with only the FEM for geometries of the acoustic cavity and solid containing curved interfaces. The structural domain is ruled by the 2D elasticity equations, while the fluid is ruled by Helmholtz equation. The code is applied to the study of fictional and real cases. The results are compared with those obtained by commercial software, presenting negligible errors for fair sized meshes with viable processing time.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/25623 |
| Date | 09 March 2017 |
| Creators | BURGOS, Renan Godoy |
| Contributors | http://lattes.cnpq.br/0171120821110850, RIBEIRO, Paulo Marcelo Vieira |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco, Programa de Pos Graduacao em Engenharia Civil, UFPE, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
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