[en] COUPLED SYSTEMS IN MECHANICS: FLUID STRUCTURE INTERACTIONS

[pt] SISTEMAS ACOPLADOS EM MECÂNICA: INTERAÇÕES FLUIDO-ESTRUTURA

[pt] DAMIEN FOINY

[pt] SISTEMA ACOPLADO

[pt] PONTE SUSPENSA

[pt] DECOMPOSICAO REGULAR

[pt] INTERACOES FLUIDO-ESTRUTURA

[en] COUPLED SYSTEMS

[en] SUSPENSION BRIDGE

[en] SMOOTH DECOMPOSITION

[en] FLUID-STRUCTURE INTERACTIONS

[pt] As interações fluido-estrutura são muito comuns na engenharia mecânica e civil porque muitas estruturas, como pontes, plataformas de petróleo, linhas de transmissão ou turbinas eólicas, estão diretamente em contato com um fluido, que pode ser o ar, no caso de vento, ou água, que irá perturbar a estrutura através de ondas. Um papel importante do engenheiro é prevenir a falha da estrutura devido às instabilidades criadas pelas interações fluidoestrutura. Este trabalho apresentará em primeiro lugar todos os conceitos básicos necessários para o estudo de problemas de interação fluido-estrutura. Assim, é realizada uma análise dimensional visando classificar os problemas de fluido-estrutura. A classificação é baseada na velocidade reduzida, e algumas conclusões sobre as conseqüências das interações fluido-estrutura podem ser feitas em termos de estabilidade ou, o que é mais interessante, de instabilidade. De fato, usando modelos simplificados, pode-se mostrar instabilidades estáticas e dinâmicas, induzidas por fluxo, que podem ser críticas para a estrutura. As partes finais do trabalho apresentarão uma estrutura não-linear específica, uma ponte suspensa. Primeiro, a formulação de um modelo simplificado unidimensional é explicada e, em seguida, através de uma discretização por elementos finitos, é realizado um estudo dinâmico. Além disso, algumas conclusões são apresentadas sobre a dinâmica das pontes suspensas. A última parte deste trabalho apresenta um método que foi uma importante fonte de publicação para nós, o método de decomposição regular.

[en] Fluid-structure interactions are very common in mechanical and civil engineering because many structures, as bridges, offshore risers, transmission lines or wind turbines are directly in contact with a fluid, which can be air, which will be source of wind, or water, which will perturb the structure through waves. An important role of the engineer is to prevent structure failure due to instabilities created by the fluid-structure interactions. This work will first present all the basic concepts needed for the study of fluid-structure interaction problems. Thus, a dimensional analysis of those problems is performed and also all the equations governing such cases are presented. Then, thanks to the dimensional analysis made, a classification of problems, namely based on the reduced velocity, can be done and some conclusions concerning the consequences of the fluid-structure interactions can be drawn in terms of stability or, which is more interesting, instability. Indeed, using simplified models one can show static and dynamic flow-induced instabilities that may be critical for the structure. The final parts of the work will present a specific non-linear structure, a suspension bridge. First the formulation of a simplified one-dimensional model is explained and then, through a finite element discretization, a dynamical study is performed. Also, some conclusions are made concerning the dynamic of suspension bridges. The last part of this work presents a method that was an important source of publication for us, the Smooth Decomposition method.

RUBENS SAMPAIO FILHO

ROBERTA DE QUEIROZ LIMA

THIAGO GAMBOA RITTO

RUBENS SAMPAIO FILHO

ROBERTA DE QUEIROZ LIMA

DANIEL ALVES CASTELLO

2017-12-11

2017-08-22

[pt] TEXTO

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=32283@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=32283@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.32283