Dissertação de mestrado – Alexandre Miguel Silva Araújo

CONVITE

Defesa de Dissertação de mestrado

Título: Modelagem do Fenômeno de Flutter Via CFD: Aplicação a Estrutura da Ponte

Great Belt East

Alexandre Miguel Silva Araújo – Mestrando(a) do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFJF

RESUMO: Estruturas esbeltas como pontes de grandes vãos, tendem a apresentar maior sensibilidade aeroelástica, o que influencia diretamente no projeto desde a sua concepção. O fenômeno de flutter deve ser criteriosamente avaliado, pois pode levar essas estruturas ao colapso. Para sua obtenção e análise pode-se empregar a Fluidodinâmica Computacional (CFD), que está em constante evolução e é cada vez mais utilizada pelos pesquisadores para obter resultados confiáveis através de métodos numéricos. Neste estudo, apresenta-se uma metodologia em CFD para obter os coeficientes de flutter, por meio de vibrações forçadas em corpos imersos em meio fluido. Duas abordagens são analisadas. Na primeira (8COEF), impõem-se movimentos em torção e flexão. Na segunda, fazem-se simulações no modo de torção e, por meio de Equações Lineares (EL), obtém-se o conjunto completo dos oito coeficientes. O estudo é aplicado na seção transversal do tabuleiro da Ponte Great Belt East (GBEB), localizada na Dinamarca. Para o caso estático, em uma abordagem 2D, foram feitas simulações a fim de obter os valores médios dos coeficientes aerodinâmicos de arrasto (C_d), de sustentação (C_l) e de momento (C_m), além do Número de Strouhal (S_t), adotando-se quatro esquemas de divergência de Gauss: QUICK, upwind, linear upwind e limited linear. Para o caso dinâmico, também em uma abordagem 2D, foram feitas simulações para obter os coeficientes de flutter. Em seguida, estimou-se a velocidade crítica de flutter para a GBEB empregando as abordagens 8COEF e a EL. As simulações foram submetidas a escoamento em regime turbulento com Re 10e5, com o emprego da abordagem RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes), utilizando os modelos de turbulência k-omega SST e k-omega SSTLM para estabelecer uma análise comparativa. O OpenFOAM foi utilizado para desenvolver as simulações computacionais apresentadas neste estudo e também na solução das Equações de Navier-Stokes para um fluido incompressíveis. Nota-se que os resultados estimados com as EL foram eficazes e com apresentam boa aproximação com os da 8COEF, mas a um menor custo computacional. Por fim, todos os resultados foram validados com estudos numéricos e experimentais disponíveis na literatura.
Palavras-chave: Ponte Great Belt, fluidodinâmica computacional, esquemas divergentes, derivadas de flutter.

– Data: 15/02/2023
– Hora: 10:00
– Local: virtual (https://meet.google.com/ick-mggy-ade)

Banca Examinadora:
– Prof.ª Dr.ª Patricia Habib Hallak – Orientadora e Presidente da banca (UFJF)
– Prof. Dr. Flávio de Souza Barbosa – Membro titular interno (UFJF)
– Prof. Dr. Rafael Alves Bonfim de Queiroz – Membro titular externo (UFOP)
– Prof. Dr. Afonso Celso de Castro Lemonge – Suplente interno (UFJF)
– Prof. Dr. Felipe dos Santos Loureiro – Suplente externo (UFSJ)