Análise de problemas de interação fluído-estrutura usando o método dos elementos finitos com um acoplamento monolítico

• Ano de defesa: 1999
• Autor(a) principal: Azevedo, Ricardo Lessa
• Orientador(a): Awruch, Armando Miguel
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Elementos finitos; Mecânica dos fluidos
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/235027

O presente trabalho tem como objetivo principal formular, implementar e aplicar um algoritmo numérico para simular problemas de interação fluido-estrutura. Considera-se que o fluido é levemente compressível e viscoso. Considera-se também um processo isotérmico. Para analisar o escoamento transiente, emprega-se o esquema explícito de Taylor-Galerkin e o método dos elementos finitos. Considera-se que a estrutura é constituída de um material elástico linear e que pode estar sujeito a deslocamentos finitos. Para a análise dinâmica emprega-se o método explícito de Taylor-Galerkin e o método dos elementos finitos. As equações constitutivas são expressas em termos do tensor de taxas de tensões de Truesdell. Tanto para estrutura como para o fluido são usados elementos hexaédricos de oito nós e o acoplamento do fluido e a estrutura é implementado em forma monolítica, de maneira a evitar uma defasagem na análise do sólido ou do fluido no tempo e representar melhor os efeitos da interação. O programa foi vetorizado com o objetivo de aproveitar as vantagens dos processadores vetoriais do CRAY T-94 do Centro Nacional de Supercomputação (CESUP) localizado na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Alguns exemplos de aplicação para validar separadamente os códigos na análise de escoamentos e de estruturas são mostrados; problemas de interação fluido-estrutura também são apresentados.