Método dos elementos finitos com fronteiras imersas aplicado a problemas de dinâmica dos fluidos e interação fluido-estrutura.

Gomes, Henrique Campelo

doi:10.11606/t.3.2013.tde-26122013-150059

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“…De forma a calcular as integrais dos elementos de fluido "cortados" pela estrutura, em Gomes (2013) o elemento que pertence tanto ao domínio da estrutura como do fluido é subdividido em células triangulares de integração, utilizando uma técnica chamada…”

Section: Células De Integraçãounclassified

“…Ainda de acordo com Gomes (2013), uma dificuldade em simular computacionalmente problemas desta natureza está na alta velocidade do escoamento do fluido, que normalmente requer modelos complexos de turbulência (GAMNITZER, 2010). Adicione também o fato de que o tempo de simulação, em geral, precisa ser grande para despertar o fenômeno físico e, a incrementos de tempo pequenos, exigência de qualquer simulação numérica de escoamento de fluidos.…”

Section: Introductionunclassified

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Arquitetura de computação paralela para resolução de problemas de dinâmica dos fluidos e interação fluido-estrutura.

Couto¹

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Section: Células De Integraçãounclassified

Section: Introductionunclassified

Arquitetura de computação paralela para resolução de problemas de dinâmica dos fluidos e interação fluido-estrutura.

Couto¹

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“…onde ℎ e são a resultante horizontal e vertical da força que atua na partícula, respectivamente. Dessa forma, é possível fazer a comparação de valores entre o presente trabalho e os trabalhos de referência (Gomes 2013) e (Schäfer et al 1996).…”

Section: Sedimentação De Duas Partículas Posicionadas Em Colunaunclassified

“…Classificação dos métodos numéricos de solução de problemas de IFE quanto à descrição da interface: fronteira coincidente (esquerda); fronteira imersa (direita) (Gomes 2013). Esta abordagem ALE não se mostra competente em ocasiões onde a interfacetem geometria complicada ou passa por transformações complexas, pois os elementos da malha do fluido ficam excessivamente distorcidos.…”

unclassified

“…Apesar de resolver o problema da distorção dos elementos da malha do fluido, para usar o método das fronteiras imersas é necessário implementar alguma técnica No entanto, no caso das fronteiras imersas, geralmente não existem nós pertencentes à malha do fluido na região da interface com o sólido. Então, os efeitos do deslocamento não podem ser passados ao fluido de maneira trivial e as condições de contorno do tipo Dirichlet devem ser traduzidas como velocidades impostas(Gomes 2013).…”

unclassified

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Um método computacional para modelagem de problemas de fluidos carregados com partículas.

Fernandes¹

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In this work, a study is presented on Fluid-Particle interaction problems and the methods and formulations used to solve them. In addition, is proposed a new method for solving coupled problems of fluid mechanics and particle mechanics. The idea is based on previous works by (Gomes e Pimenta 2015) and (Campello 2016), and the goal is to develop an efficient computational model suited to simulate problems involving flowing fluid media laden with solid particles. The fluid problem is resolved by an Eulerian finite element approach using local element velocity-pressure pairs satisfying the LBB compatibility condition, with the resulting nonlinear system of equations being iteratively solved by the Newton-Raphson method. As an important feature, the fluid mesh remains fixed during the flow, just as in classical Eulerian approaches. The particles´ problem, in turn, is resolved in a Lagrangian discrete element approach, wherein both particle-to-particle and particle-to-wall (fixed boundaries) contacts are freely permitted and resolved. The influence of the fluid on the motion of the particles is represented by means of forces and moments, which are computed from the fluid flow and imposed on the particles in a coupled, iterative and explicit way. The fluid-particles´ interfaces are treated by means of immersed boundary technique, in which the fluid interface conditions with the (nonmatching) particles´ boundaries are imposed through discontinuous piecewise constant Lagrange multipliers interpolating functions along the interfaces. An explicit, staggered and interactive scheme is adopted to achieve convergence within each time step of the problem. In order to illustrate the potentialities of the proposed scheme, particle-laden fluid flow simulations are presented.

show abstract

Análise numérica do dano de materiais cimentícios aplicada a problemas termoelásticos e geometricamente não lineares.

Curci¹

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Pela consolidação de todos os conceitos e pelo suporte no dia a dia, o autor agradece a ajuda dos Professores Eduardo de Morais Barreto Campello e Henrique Campelo Gomes, bem como ao Laboratório de Mecânica Computacional (em especial representado pelos colegas e amigos Tiago, Débora, Ricardo, André, Celso, Lucas e Guiomar, bem como tantos outros que passaram pelas mesas do LMC) pela ajuda nas dúvidas, algumas destas acadêmicas, que surgiram ao longo deste longo processo de vivência e aprendizado.O autor também agradece o apoio da ANFACER pelo fomento que permitiu o desenvolvimento deste mestrado através do projeto de pesquisa do qual participou.Deste projeto, agradece também a Renan Andrade e Flávio Leal Maranhão, que ao longo destes anos frutificaram muitos momentos de aprendizagem e ótimas experiências.Agradeço também à minha família, em especial aos meus pais Ana e Luiz e à minha vó Wanda, tanto pela paciência e presença nos momentos difíceis quanto pela alegria compartilhada em todas as conquistas destes últimos anos. E à Giulliana, com quem dou um passo à frente na estrada. RESUMOEste trabalho trata da discussão e da implementação de um modelo computacional baseado no método dos elementos finitos que contemple a análise da mecânica do dano em meios contínuos voltada a materiais cimentícios e de comportamento frágil, como concretos e argamassas. Esta aplicação é feita através de um código computacional desenvolvido pelo autor de modo a incluir o modelo de dano associado a uma formulação geometricamente não linear que também contempla efeitos térmicos e deformações prescritas aplicadas ao domínio do problema. O material é representado por meio dos modelos constitutivos hiperelásticos de Kirchhoff-Saint-Venant e o neo-Hookiano de Ciarlet-Simo. O modelo de dano adotado é o clássico de Mazars [1984], considerando isotropia do dano e do material, e destinado à aplicação em problemas com carregamentos monotônicos. A avaliação do dano é feita através das abordagens local e não-local do campo de deformações equivalentes. A adoção do método dos elementos finitos é feita para a discretização de modelos de domínio bidimensional (em problemas de estado plano de deformações), e a solução do problema não linear avaliada através do método de Newton-Raphson tradicional, com controle de carregamentos e deslocamentos, além do método da corda. Exemplos são desenvolvidos para apresentar a aplicabilidade que o código implementado dispõe quanto ao material hiperelástico, ao problema térmico e ao problema de dano, associados ou não.

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Método dos elementos finitos com fronteiras imersas aplicado a problemas de dinâmica dos fluidos e interação fluido-estrutura.

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Arquitetura de computação paralela para resolução de problemas de dinâmica dos fluidos e interação fluido-estrutura.

Arquitetura de computação paralela para resolução de problemas de dinâmica dos fluidos e interação fluido-estrutura.

Um método computacional para modelagem de problemas de fluidos carregados com partículas.

Análise numérica do dano de materiais cimentícios aplicada a problemas termoelásticos e geometricamente não lineares.

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