ANÁLISE VIA SMOOTHED PARTICLE HYDRODYNAMICS DE UM PROBLEMA DE INTERAÇÃO FLUIDO-ESTRUTURA

ANÁLISE VIA SMOOTHED PARTICLE HYDRODYNAMICS DE UM PROBLEMA DE INTERAÇÃO FLUIDO-ESTRUTURA

Clara Mariana Katsuragawa1

Ricardo Lessa Azevedo2

RESUMO

Este trabalho apresenta os resultados obtidos na análise de um problema de interação fluido-estrutura através da técnica Smoothed Particles Hydrodynamics(SPH). Inicialmente, buscou-se fazer a análise da estrutura através do Método dos Elementos Finitos(MEF). Porém, devido a dificuldades encontradas com o armazenamento de matrizes e vetores, assim como a transferência de informações entre as subrotinas levaram à opção pelo uso da técnica SPH para a modelagem conjunta do escoamento do fluido e sua interação com a estrutura.
O exemplo analisado consiste no escoamento de um fluido devido a abertura de uma comporta, que vem a interagir com um obstáculo em forma de trapezóide, o qual pode ser interpretado como uma contenção, uma barragem ou ainda um vertedouro.

Palavras-chave: Smoothed Particles Hydrodynamics, Interação Fluido-Estrutura, SPHysics
1. INTRODUÇÃO

Situações onde um fluido encontra-se em contato com um sólido, seja de forma permanente ou transiente, como no caso de um reservatório ou a ação de ventos sobre uma estrutura, respectivamente, são compreendidas como problemas de interação fluido-estrutura (IFE).
Problemas de interação fluido-estrutura aparecem quando existe o movimento relativo entre uma estrutura ou sólido e um fluido para os quais a descrição quantitativa da dinâmica do movimento do fluido não pode ser feita sem a consideração da dinâmica do movimento da estrutura.
A recíproca também é verdadeira, ou seja, a descrição da dinâmica do movimento da estrutura não pode ser feita sem o conhecimento da dinâmica do movimento do fluido. Portanto, os problemas de interação fluido-estrutura se caracterizam pelo acoplamento entre a dinâmica do fluido e a dinâmica da estrutura. O acoplamento pode ocorrer pela interface, definida como o contorno de contato entre a estrutura e o