Implementação da formulação espaço-tempo para escoamentos incompressíveis utilizando o método dos elementos finitos e partícula

• Processo: 23/01688-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 20 de agosto de 2023
• Data de Término da vigência: 15 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Civil - Estruturas
• Pesquisador responsável: Rodolfo André Kuche Sanches
• Beneficiário: Darcy Hannah Falcão Rangel Moreira
• Supervisor: Sergio Idelsohn Barg
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: International Centre for Numerical Methods in Engineering (CIMNE), Espanha
• Vinculado à bolsa: 21/07516-9 - Análise numérica tridimensional de interação fluido-estrutura com contato estrutural, BP.DR
• Assunto(s): Mecânica computacional Método dos elementos finitos Espaço-tempo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Incompressible flows | Particle Finite Element Method | Space-time formulation | Mecânica Computacional

Resumo

Esta proposta visa o desenvolvimento de uma formulação espaço-tempo do método dos elementos finitos baseado na posição da partícula (PFEM). A essência desta abordagem é o tratamento do tempo como dimensão do problema, o que leva a discretizações espaço-temporais. As formulações espaço-temporais têm o potencial de permitir diferentes malhas espaciais dentro de um um intervalo de tempo, eliminando a necessidade de projeção de dados durante o remalhamento, o que facilita o tratamento de escoamentos com mudança topológica do domínio do fluido. Por outro lado, o PFEM representa o domínio fluido por uma nuvem de partículas em movimento que carregam as propriedades do escoamento, e uma malha de elementos finitos é gerada a cada passo de tempo, tomando as partículas como nós para avaliar as forças de interação entre elas. Devido ao remalhamento contínuo, o PFEM naturalmente lida com problemas com grandes distorções e mudanças topológicas. Desta forma, ao combinar a formulação espaço-temporal com o PFEM, pode-se obter uma técnica mais robusta e precisa para será plicada à simulação de problemas de interação fluido-estrutura com mudanças topológicas. (AU)