Dissertação de mestrado – Juliema Fronczak

CONVITE

Defesa de Dissertação de mestrado

Título: Modelagem do fenômeno de flutter pela CFD de perfis retangulares com diferentes razões de aspecto

Juliema Fronczak – Mestrando(a) do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da UFJF

RESUMO: Algumas estruturas flexíveis tendem a apresentar vibrações causadas pela interação com o vento. Estes eventos são denominados fenômenos aeroelásticos e causam desconforto aos usuários ou o colapso estrutural. Dos principais fenômenos aeroelásticos observados, citam-se o flutter, que é caracterizado por vibrações divergentes associadas ao acoplamento dos modos de flexão vertical e torção. Dentre as ferramentas disponíveis para o estudo destes fenômenos, tem-se a Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD- \textit{Computational Fluid Dynamic}), que utiliza conceitos inerentes aos métodos discretos para a solução de equações diferenciais associadas ao movimento do corpo e do fluido.

Esta pesquisa tem por finalidade investir nesta vertente computacional para aplicar os conhecimentos a casos reais de estruturas. Propõe-se uma metodologia acoplada entre os sistemas dinâmico estrutural e o meio fluido, por meio de simplificações do modelo físico real. Dessa forma, emprega-se a metodologia que que baseia-se na formulação proposta por Scanlan e Tomko (1971), que atribui a linearidade entre as leis de movimento e as funções de força, de tal modo que, haja uma sobreposição nos espaços de frequência e graus de liberdade.

Neste contexto, a primeira análise para um caso estático, consiste na obtenção dos coeficientes aerodinâmicos de arrasto, sustentação e momento, para retângulos com diferentes razões de aspectos. Na segunda análise, foram obtidos as derivadas de flutter,  impondo-se aos corpos vibrações forçadas na frequencias de interesse e avaliando-se as amplitudes das forças aerodinâmicas associadas a esses movimentos. As análises foram realizadas para seções bidimensionais retangulares, para diferentes razões de aspecto e   diferentes modelos de turbulência foram adotados, tais como: epsilon, k-omega SST e k-omega SST LM.

As equações incompressíveis de Navier-Stokes foram resolvidas através de um modelo numérico proposto e realizadas através do código aberto OpenFOAM. Para a validação da pesquisa, os resultados foram comparados com os dados numéricos e experimentais presentes na literatura.
Palavras-chave: Instabilidade aerodinâmica. Dinâmica dos fluidos computacinal. Derivadas de flutter. Seções retangulares.

– Data: 16/02/2023
– Hora: 14:00
– Local: virtual (https://meet.google.com/obo-neqf-yxr)

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. Renato Nascimento Elias – Membro titular externo (UFRJ)
– Prof. Dr. Afonso Celso de Castro Lemonge – Suplente interno (UFJF)
– Prof. Dr. Denis Emanuel da Costa Vargas – Suplente externo (CEFET MG)