Esquema de acoplamento entre dois códigos entre MED-MEF para a simulação de problemas que envolvam interações entre partículas e estruturas.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Andreotti, Ricardo Augusto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Discrete element method; Finite element method; Fortran-C++ interoperability; Interação partícula-estrutura; Interoperabilidade Fortran C++; Método dos elementos discretos; Método dos elementos finitos; Particle-structure interaction
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-22112024-092216/

Este trabalho apresenta um desenvolvimento computacional para a simulação de problemas que envolvem partículas sólidas discretas que podem entrar em contato com estruturas finas flexíveis, tais como barras, cascas e membranas. As partículas serão consideradas esféricas, e sua cinemática e dinâmica serão numericamente calculadas segundo o MED (método dos elementos discretos). As estruturas flexíveis, por sua vez, serão descritas por formulações cinemáticas que consideram grandes deformações e rotações finitas, e implementadas em formulações avançadas do método elementos finitos (MEF). O modelo em MED está implementado em um programa, desenvolvido em Fortran, chamado PSY (Particle System Analysis Program), enquanto o modelo em MEF está escrito em um programa, desenvolvido em C++, chamado GIRAFFE (Generic Interface Readily Accessible for Finite Elements). Ambos são programas próprios desenvolvidos em nossa Universidade, sendo o PSY, pelo professor Prof. Dr. Eduardo M. B. Campello, e o GIRAFFE, pelo Prof. Dr. Alfredo Gay Neto. Os modelos apresentados serão aqui acoplados de forma implícita no método de integração no tempo de suas equações do movimento, onde a comunicação entre os códigos é feita diretamente pela memória, aumentando a eficiência de processamento e por conseguinte o desempenho computacional. Este trabalho apresenta o método desenvolvido para acoplar ambos os modelos (MED e MEF) e seus códigos (PSY e GIRAFFE), culminando em um projeto único denominado GIPSY. Algumas possibilidades que este modelo integrado MED-MEF pode oferecer serão ilustradas por meio de exemplos numéricos.