Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ribera, Rodrigo Lisita
Data de Publicação: 2007
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14811
Resumo: The purpose of this work was the development of a computer code for structural systems to be coupled with the code for tridimensional flow calculus, with the physical virtual model, developed at the Laboratory of Heat and Mass Transfer and Fluid Dynamics (LTCM), (named Fluids3D), allowing the numerical simulation and analysis of the fluid structure interaction over tridimensional deformable geometries. For the structure solution four versions of the code were developed; the first one uses the finite difference method for the discretizations of the spatial term of the Euller Bernoulli beam equation and fourth order Runge-Kutta method for the temporal solution term and the three others use the finite element method for the structural discretization and the direct integration method of Newmark Beta for the resolution of the transient term. In the second and third versions, respectively, were used beam elements with three and six degrees of freedom per node. In the fourth, the global matrices were assembled based on the elemental matrices obtained from commercial code. The initial interest was in the analysis of flow over risers and the entire dissertation was developed with this focus. However, fluid-structure interaction is a field with lots of applications, and with the perspective that this line of research will increase at the LTCM, a structural code allowing the simulation of geometries others than the cylindric was developed. The preliminary results are very promising, as the coupled simulations are converging and presenting consistent results. With the computational capacity of the LTCM gradually increasing, we hope that the simulation of risers with large aspect ratios will be, soon, possibly to be executed.
id UFU_9e4e53c592c6d73ea12e6fe1c932e3c8
oai_identifier_str oai:repositorio.ufu.br:123456789/14811
network_acronym_str UFU
network_name_str Repositório Institucional da UFU
repository_id_str
spelling Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacionalFluid Structure interaction over cylinders with computational fluid dynamicsInteração fluido-estruturaRisersDinâmica dos fluidos computacionalDinâmica dos fluidosFluid-structure interactionRisersComputational fluid dynamicsCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICAThe purpose of this work was the development of a computer code for structural systems to be coupled with the code for tridimensional flow calculus, with the physical virtual model, developed at the Laboratory of Heat and Mass Transfer and Fluid Dynamics (LTCM), (named Fluids3D), allowing the numerical simulation and analysis of the fluid structure interaction over tridimensional deformable geometries. For the structure solution four versions of the code were developed; the first one uses the finite difference method for the discretizations of the spatial term of the Euller Bernoulli beam equation and fourth order Runge-Kutta method for the temporal solution term and the three others use the finite element method for the structural discretization and the direct integration method of Newmark Beta for the resolution of the transient term. In the second and third versions, respectively, were used beam elements with three and six degrees of freedom per node. In the fourth, the global matrices were assembled based on the elemental matrices obtained from commercial code. The initial interest was in the analysis of flow over risers and the entire dissertation was developed with this focus. However, fluid-structure interaction is a field with lots of applications, and with the perspective that this line of research will increase at the LTCM, a structural code allowing the simulation of geometries others than the cylindric was developed. The preliminary results are very promising, as the coupled simulations are converging and presenting consistent results. With the computational capacity of the LTCM gradually increasing, we hope that the simulation of risers with large aspect ratios will be, soon, possibly to be executed.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorMestre em Engenharia MecânicaO objetivo deste trabalho foi desenvolver um código para o modelo estrutural que pudesse ser acoplado ao código para cálculo de escoamento tridimensional, com modelo físico virtual, desenvolvido no Laboratório de Transferência de Calor e Massa e Dinâmica dos Fluidos (LTCM) (denominado Fluids3D), permitindo a simulação numérica e a análise da interação fluido estrutura sobre geometrias deformáveis tridimensionais. Foram desenvolvidas quatro versões do código para a solução estrutural: a primeira utiliza o método de diferenças finitas para a discretização do termo espacial da equação de viga de Euler-Bernoulli e o método de Runge-Kutta de quarta ordem para a resolução do termo temporal e as demais utilizam o método de elementos finitos para a discretização estrutural e o método de integração direta de Newmark-Beta para a resolução temporal. Na segunda e terceira versões foram utilizados elementos de viga com, respectivamente, três e seis graus de liberdade por nó. Na quarta, as matrizes globais utilizadas são montadas com base nas matrizes elementares fornecidas por código comercial. O interesse inicial foi na análise de escoamentos em risers de exploração de petróleo e toda a dissertação foi desenvolvida com este foco. Contudo, a interação fluido estrutura é um campo com diversas áreas de aplicação e, com a perspectiva de que esta linha de pesquisa tenha prosperidade no LTCM, buscou-se desenvolver um código estrutural que possibilite trabalhar com outras geometrias além da cilíndrica, encontrada em risers. Os resultados preliminares são bastante animadores, pois as simulações acopladas têm convergido e apresentado resultados consistentes. Com o gradual aumento da capacidade computacional disponível no LTCM espera-se que a simulação de risers com grandes razões de aspecto seja, em pouco tempo, possível de ser executada.Universidade Federal de UberlândiaBRPrograma de Pós-graduação em Engenharia MecânicaEngenhariasUFUSilveira Neto, Aristeu dahttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781876D5&dataRevisao=nullRade, Domingos Alveshttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781681T7Mansur, Sergio Saidhttp://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787218H2Ribera, Rodrigo Lisita2016-06-22T18:40:01Z2008-11-242016-06-22T18:40:01Z2007-08-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfRIBERA, Rodrigo Lisita. Fluid Structure interaction over cylinders with computational fluid dynamics. 2007. 159 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14811porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2016-06-23T07:05:55Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/14811Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2016-06-23T07:05:55Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
dc.title.none.fl_str_mv Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
Fluid Structure interaction over cylinders with computational fluid dynamics
title Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
spellingShingle Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
Ribera, Rodrigo Lisita
Interação fluido-estrutura
Risers
Dinâmica dos fluidos computacional
Dinâmica dos fluidos
Fluid-structure interaction
Risers
Computational fluid dynamics
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
title_short Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
title_full Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
title_fullStr Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
title_full_unstemmed Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
title_sort Interação fluido-estrutura em cilindros utilizando dinâmica dos fluidos computacional
author Ribera, Rodrigo Lisita
author_facet Ribera, Rodrigo Lisita
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Silveira Neto, Aristeu da
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781876D5&dataRevisao=null
Rade, Domingos Alves
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781681T7
Mansur, Sergio Said
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787218H2
dc.contributor.author.fl_str_mv Ribera, Rodrigo Lisita
dc.subject.por.fl_str_mv Interação fluido-estrutura
Risers
Dinâmica dos fluidos computacional
Dinâmica dos fluidos
Fluid-structure interaction
Risers
Computational fluid dynamics
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
topic Interação fluido-estrutura
Risers
Dinâmica dos fluidos computacional
Dinâmica dos fluidos
Fluid-structure interaction
Risers
Computational fluid dynamics
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
description The purpose of this work was the development of a computer code for structural systems to be coupled with the code for tridimensional flow calculus, with the physical virtual model, developed at the Laboratory of Heat and Mass Transfer and Fluid Dynamics (LTCM), (named Fluids3D), allowing the numerical simulation and analysis of the fluid structure interaction over tridimensional deformable geometries. For the structure solution four versions of the code were developed; the first one uses the finite difference method for the discretizations of the spatial term of the Euller Bernoulli beam equation and fourth order Runge-Kutta method for the temporal solution term and the three others use the finite element method for the structural discretization and the direct integration method of Newmark Beta for the resolution of the transient term. In the second and third versions, respectively, were used beam elements with three and six degrees of freedom per node. In the fourth, the global matrices were assembled based on the elemental matrices obtained from commercial code. The initial interest was in the analysis of flow over risers and the entire dissertation was developed with this focus. However, fluid-structure interaction is a field with lots of applications, and with the perspective that this line of research will increase at the LTCM, a structural code allowing the simulation of geometries others than the cylindric was developed. The preliminary results are very promising, as the coupled simulations are converging and presenting consistent results. With the computational capacity of the LTCM gradually increasing, we hope that the simulation of risers with large aspect ratios will be, soon, possibly to be executed.
publishDate 2007
dc.date.none.fl_str_mv 2007-08-25
2008-11-24
2016-06-22T18:40:01Z
2016-06-22T18:40:01Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv RIBERA, Rodrigo Lisita. Fluid Structure interaction over cylinders with computational fluid dynamics. 2007. 159 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14811
identifier_str_mv RIBERA, Rodrigo Lisita. Fluid Structure interaction over cylinders with computational fluid dynamics. 2007. 159 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.
url https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14811
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Engenharias
UFU
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Uberlândia
BR
Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Engenharias
UFU
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFU
instname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron:UFU
instname_str Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
instacron_str UFU
institution UFU
reponame_str Repositório Institucional da UFU
collection Repositório Institucional da UFU
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)
repository.mail.fl_str_mv diinf@dirbi.ufu.br
_version_ 1813711505849319424