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A violação de direitos autorais é passível de sanções civis e penais.
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Coleção Digital
Título: CONTROLE AERODINÂMICO DE TABULEIROS DE PONTES COM USO DE SUPERFÍCIES ATIVAS Autor: GILBERTO DE BARROS RODRIGUES LOPES
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):
RAUL ROSAS E SILVA - ORIENTADOR
Nº do Conteudo: 38403
Catalogação: 27/05/2019 Liberação: 27/05/2019 Idioma(s): INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38403@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38403@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.38403
Resumo:
Título: CONTROLE AERODINÂMICO DE TABULEIROS DE PONTES COM USO DE SUPERFÍCIES ATIVAS Autor: GILBERTO DE BARROS RODRIGUES LOPES
Nº do Conteudo: 38403
Catalogação: 27/05/2019 Liberação: 27/05/2019 Idioma(s): INGLÊS - ESTADOS UNIDOS
Tipo: TEXTO Subtipo: TESE
Natureza: PUBLICAÇÃO ACADÊMICA
Nota: Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38403@1
Referência [en]: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38403@2
Referência DOI: https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.38403
Resumo:
Pontes com vãos superiores a 2.000 m tornam-se muito sensíveis à ação
do vento, particularmente ao drapejamento. Nesta tese é estudado um método
para a supressão do drapejamento em pontes de grandes vãos através de um
controle aerodinâmico ativo. Apresentam-se técnicas analíticas de projeto para
o controle ativo do sistema aero elástico constituído pelo tabuleiro e por duas
superfícies de controle. Estas técnicas são baseadas em aproximações
racionais das cargas aerodinâmicas não permanentes (ou auto-excitadas) no
domínio Laplaciano, no qual as equações de movimento são representadas
por equações matriciais de coeficientes constantes. A primeira parte da tese é
dedicada à formulação matricial das funções racionais conhecida como
Minimum State, assim como a aplicações a dados aerodinâmicos obtidos
experimentalmente para vários tipos de seções transversais de pontes. A
precisão das aproximações é calculada. Desenhos dos derivativos
aerodinâmicos, dados sob forma de tabelas, e das respectivas aproximações,
são elaborados para fins de comparação. Em seguida, são apresentadas as
equações em espaço de estado descrevendo o comportamento aeroelástico
de uma seção transversal de ponte. A partir dos dados geométricos e
características dinâmicas de uma determinada ponte, (massa, momento de
inertia polar, frequências naturais e fatores de amortecimento), e assumindo a
semelhança geométrica entre as seções transversais da ponte em verdadeira
grandeza e do modelo em escala do qual os derivativos aerodinâmicos foram
extraídos, é possível calcular a velocidade crítica desta ponte, utilizando os
programas em linguagem MATLAB apresentados no corpo deste trabalho.
Esta parte da tese mostra ser possível construir um catálogo com vários perfis
de pontes, caracterizados por derivativos aerodinâmicos variáveis em função
de frequências reduzidas adimensionais, e das funções racionais
correspondentes. A segunda parte é dedicada à fomulação das equações de
movimento em espaço de estado, descrevendo o comportamento aeroelástico
do sistema tabuleiro - superfícies de controle. As equações resultantes são
ampliadas com novos estados aerodinâmicos responsáveis pela modelagem
da influência do fluxo de ar sobre o tabuleiro e sobre as superfícies de controle
em movimento. As equações de movimento são função da velocidade média
do vento incidente. A dependência da equação de movimento à velocidade do
vento motivou a aplicação dos conceitos de realimentação de ganhos,
constante e variável, ao problema da supressão do drapejamento, os quais são
apresentados separadamente em dois capítulos.O enfoque de ganho variável
de saída é formulado em termos de minimização de um índice de desempenho
dimensionalmente proporcional à soma do trabalho realizado pelas superfícies
de controle e da energia cinética proporcional à velocidade vertical do
tabuleiro. Apresenta-se também em detalhe um método sistemático para
determinar a matriz de controle de ganhos variável, aplicada ao caso hipotético
da ponte de Gibraltar. Neste caso, o conceito de realimentação de ganhos
variável mostrou-se muito efetivo em suprimir o drapejamento do tabuleiro da
ponte. Diferentes características geométricas e dinâmicas de outras pontes
podem ser introduzidas nos programas MATLAB apresentados no Apêndice,
para obtenção da velocidade crítica nos casos de tabuleiros isolados,
tabuleiros com asas estacionárias e tabuleiros com asas giratórias ativamente
controladas, para supressão do drapejamento do tabuleiro.