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Determinação da rigidez e amortecimento equivalente proveniente do fluido escoando e interagindo com placas flexiveis: teoria e constatações experimentais

Texto completo
Autor(es):
Gustavo Campos Padovese
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Imprenta: Campinas, SP.
Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica
Data de defesa:
Membros da banca:
Ilmar Ferreira Santos; Paulo Carlos Kaminski; Janito Vaqueiro Ferreira
Orientador: Ilmar Ferreira Santos
Resumo

A modelagem e compreensão do comportamento da rigidez e amortecimento de estruturas submetidas a um escoamento, é ainda um problema complexo que envolve a interação de dois campos das ciências mecânicas. A teoria clássica da elasticidade lida com deformações de corpos flexíveis sob carregamentos externos pré-definidos. Geralmente, a carga externa agindo sobre o corpo é independente da deformação do mesmo. Entretanto, a situação é diferente quando se considera os efeitos do escoamento. As cargas aerodinâmicas dependem da atitude do corpo em relação ao escoamento. Até mesmo a deformação elástica tem uma importante influência na determinação da carga externa. Com os recentes avanços da Mecânica dos Fluidos Computacional (CFD), através do FLOTRAN, um programa computacional comercial, pode-se calcular o campo de pressão em torno de uma placa plana flexível, resolvendo as equações de Navier-Stokes em três dimensões. Este programa é integrado com um programa feito em MATLAB, que resolve as equações estruturais de uma placa, utilizando o Método dos Elementos Finitos. Estes dois programas interagem até que uma posição de equilíbrio seja obtida. Em torno desta posição de equilíbrio os coeficientes de rigidez e amortecimento devido ao escoamento são obtidos teoricamente, através de pequenas perturbações impostas. Uma bancada de testes foi construída para simular a placa flexível, obtendo-se a sua função de resposta em freqüência. Testes são conduzidos, inicialmente sem a influência do escoamento, em seguida, com a influência deste, acoplando a bancada de testes a um túnel de vento. Com este trabalho, uma melhor compreensão sobre o comportamento dinâmico de estruturadas submetidas a um escoamento incompressível é obtida, e rigidez e amortecimento provenientes do escoamento são quantificados teoricamente. Depois de obter uma melhor compreensão dos aspectos numéricos envolvidos, utilizando uma placa simples, o modelo do escoamento pode ser modificado e acoplado a um modelo estrutural mais sofisticado (AU)

Processo FAPESP: 98/14654-0 - Determinação teórico experimental da rigidez e amortecimento equivalente proveniente do fluído escoando e interagindo com palhetas flexíveis
Beneficiário:Gustavo Campos Padovese
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado