Formulação em elementos finitos de problemas 3d de interação fluido-estrutura

• Processo: 13/11415-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Paulo de Mattos Pimenta
• Beneficiário: Henrique Campelo Gomes
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Método dos elementos finitos Mecânica computacional Dinâmica dos fluidos computacional Interação fluido-estrutura
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica dos Fluidos Computacional | Fronteiras Imersas | interação fluido-estrutura | Mecânica dos sólidos computacional | Método dos Elementos Finitos | Mecânica Computacional

Resumo

Problemas de Interação Fluido-Estrutura (IFE) são de grande importância para a Engenharia e estão presentes tanto na natureza quanto em obras e máquinas construídas pelo Homem. Fenômenos aeroelásticos, como flutter, dinâmica de corpos flutuantes e simulação de problemas de biomecânica envolvendo escoamento de sangue são apenas alguns exemplos aos quais se aplica a formulação proposta neste projeto. Além disso, pelo fato de grande parte dos problemas de interesse para a engenharia envolver grandes deslocamentos da estrutura e convecção do fluido, a IFE é por natureza um problema fortemente não linear. Neste projeto, propõe-se inicialmente uma formulação estabilizada do método dos elementos finitos (MEF) para solução de problemas de escoamento tridimensional governado pela equação de Navier-Stokes para fluidos incompressíveis. Por sua vez, o problema estrutural se baseia numa formulação de dinâmica não linear capaz de simular movimentos complexos de estruturas sujeitas a grandes deslocamentos e grandes deformações durante longos intervalos de tempo. Por fim, o problema de IFE é conseguido acoplando-se os dois problemas, fluido e estrutura, utilizando o conceito de fronteiras imersas como alternativa a abordagens ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) clássicas. Na resolução do sistema acoplado, utilizar-se-á um método implícito e alternado (staggered scheme), que possui a vantagem de permitir, facilmente, a implementação de códigos computacionais desenvolvidos para resolver isoladamente o problema fluido e/ou estrutural, permitindo assim o uso de trabalhos anteriores deste autor e do grupo de pesquisa liderado pelo supervisor deste trabalho.

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

GOMES, H. C.; PIMENTA, P. M.. Embedded Interface with Discontinuous Lagrange Multipliers for Fluid-Structure Interaction Analysis. INTERNATIONAL JOURNAL FOR COMPUTATIONAL METHODS IN ENGINEERING SCIENCE & MECHANICS, v. 16, n. 2, p. 98-111, 2015. (13/11415-7)