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Simulações numéricas bidimensionais do escoamento ao redor de geometrias elementares com vista ao estudo de instabilidade dinâmica em pontes

Processo: 16/14144-2
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de outubro de 2016
Vigência (Término): 30 de setembro de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
Pesquisador responsável:Guilherme Rosa Franzini
Beneficiário:Rafael Koji Nagano
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Engenharia de estruturas e fundações   Interação fluido-estrutura   Escoamento   Instabilidade   Aerodinâmica   Simulação numérica

Resumo

Fenômenos de interação fluido-estrutura são de grande importância para diversas áreas da engenharia. Usualmente, tais fenômenos podem levar a comportamentos oscilatórios da estrutura, causando até mesmo a ruína da estrutura. Existem modelos matemáticos para a previsão da velocidade crítica de escoamento a partir do qual as vibrações têm início. Estes modelos são baseados nas equações de movimento representativas da estrutura, excitadas pelos esforços provenientes da ação do fluido. Os esforços provenientes do fluido são definidos por meio de coeficientes de força e de momento, que dependem da forma com que a correnteza incide sobre a estrutura. Considerando a estrutura como elementos prismáticos e com o escoamento incidindo no mesmo plano da seção transversal, os coeficientes aerodinâmicos são funções do ângulo de ataque, isto é, o ângulo formado pela direção da correnteza incidente e um eixo característico da seção transversal. A determinação dos coeficientes aerodinâmicos como funções do ângulo de ataque pode ser feita por meio de experimentos ou por meio de simulações numéricas. É sobre a segunda abordagem que este projeto de pesquisa pretende lançar foco. O objetivo do projeto de pesquisa aqui descrito é a determinação dos coeficientes aerodinâmicos de perfis típicos de pontes por meio de simulações numéricas para posterior determinação da velocidade crítica de vento necessária para dar origem à oscilações auto-excitadas de uma particular geometria de ponte. Antes da investigação do perfil de ponte, uma série de simulações com geometrias simplificadas será feita e os resultados serão comparados com dados existentes na literatura. Tais simulações iniciais serão importantes para ganho de conhecimento acerca da metodologia numérica e do software a ser utilizado para tais simulações.