Acoplamento fluido-estrutura U-P não simétrica de problemas vibroacústicos e hidroelástico por elementos finitos 2D isoparamétricos

Abstract

Os efeitos produzidos em uma estrutura devido a presença de fluidos são de grande importância no cotidiano de um engenheiro. Um dos efeitos comuns em problemas de interação fluido estrutura é o efeito de sloshing. Compreender esse efeito em um sistema fluido estrutura é de grande importância para o controle passivo de vibrações mecânicas, neste caso os absorvedores de liquido sintonizados (TLCD). O presente trabalho implementou um código computacional baseado na formulação fluido-estrutura não simétrica U-P em elementos finitos aplicado à análise de problemas vibroacústicos e hidroelásticos (com a condição de superfície livre). A modelagem da estrutura usa as equações de elasticidade 2D de estado plano de deformações, e a modelagem do fluido a equação da onda. O código computacional implementa a formulação fluido-estrutura utilizando elementos isoparamétricos bidimensionais do tipo retangular 4 nós (QUA4) e linear 2 nós (LIN2) para os elementos de domínio (sólido e fluido) e de interface (fluido-estrutura e superfície livre), respectivamente. Para validação do código computacional implementado, casos simples modelados computacionalmente pela presente implementação são comparados a resultados analíticos, numéricos (plataforma computacional ANSYS) e/ou experimentais. Os resultados numéricos apresentando erros razoáveis para malhas discretizadas com um número razoável de elementos.