Simulação numérica da interação de escoamentos tridimensionais de fluidos compressíveis e incompressíveis e estruturas deformáveis usando o método de elementos finitos

Neste trabalho apresenta-se um algoritmo para a simulação de problemas tridimensionais de interação fluido-estrutura utilizando a técnica de elementos finitos. Um esquema de Taylor-Galerkin de dois passos e elementos tetraédricos lineares são empregados para o fluido, que pode ser compressível ou incompressível. É adotada uma formulação lagrangeana-euleriana arbitrária (ALE), compatível com o movimento da interface fluidoestrutura. Um método ftacionado de correção de velocidade é utilizado para os fluidos incompressíveis. A estrutura é analisada usando elementos triangulares com três nós e seis graus de liberdade por nó (três componentes de deslocamentos e três componentes de rotação). Os efeitos da não-linearidade geométrica são incluídos. O método de Newmark é empregado para integrar no tempo as equações dinâmicas de equilíbrio, usando-se uma descrição lagrangeana atualizada. O sistema de equações alge'bricas é solucionado através do método dos gradientes conjugados e o sistema não-linear, resultante de deslocamentos e rotacões finitas da estrutura, é solucionado com um esquema incremental-iterativo. O código é otimizado para aproveitar as vantagens do processamento vetorial.

Análise numérica de escoamentos turbulentos tridimensionais empregando o método de elementos finitos e simulação de grandes escalas

O presente trabalho apresenta o estudo e implementação de um algoritmo numérico para análise de escoamentos turbulentos, tridimensionais, transientes, incompressíveis e isotérmicos, através da Simulação de Grande Escalas, empregando o Método de Elementos Finitos. A modelagem matemática do problema baseia-se nas equações de conservação de massa e quantidade de movimento de um fluido quase-incompressível. Adota-se um esquema de Taylor-Galerkin, com integração reduzida e fórmulas analíticas das funções de interpolação, para o elemento hexaédrico de oito nós, com funções lineares para as componentes de velocidade e constante no elemento para a pressão. Para abordar o problema da turbulência, emprega-se a Simulação de Grandes Escalas, com modelo para escalas inferiores à resolução da malha. Foram implementados o modelo clássico de Smagorinsky e o modelo dinâmico de viscosidade turbulenta, inicialmente proposto por Germano et al, 1991. Uma nova metodologia, denominada filtragem por elementos finitos independentes, é proposta e empregada, para o processo de segunda filtragem do modelo dinâmico. O esquema, que utiliza elementos finitos independentes envolvendo cada nó da malha original, apresentou bons resultados com um baixo custo computacional adicional. São apresentados resultados para problemas clássicos, que demonstram a validade do sistema desenvolvido. A aplicabilidade do esquema utilizado, para análise de escoamentos caracterizados por elevados números de Reynolds, é discutida no capítulo final. São apresentadas sugestões para aprimorar o esquema, visando superar as dificuldades encontradas com respeito ao tempo total de processamento, para análise de escoamentos tridimensionais, turbulentos e transientes .

Simulação numérica de escoamentos incompressíveis pelo método de elementos finitos com esquema de Separação Baseado na Característica (CBS)

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Simulação numérica de escoamentos de fluidos pelo método de elementos finitos baseado em volumes de controle em malhas não estruturadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulação numérica de escoamentos de fluidos pelo método de elementos finitos de mínimos quadrados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aplicaciones del método de elementos finitos a problemas de termofluídos

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Térmica y Fluídos) UANL

Simulação de grandes escalas de escoamentos incompressíveis com transferência de calor e massa por um método de elementos finitos de subdomínio

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Simulação numérica de escoamentos hipersônicos sobre corpos rombudos pelo método de elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Identificação de defeitos em tubulações metálicas utilizando redes neurais artificiais e o método dos elementos finitos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Simulação numérica de escoamentos de fluídos pelo método de elementos finitos baseado em volumes de controle com a técnica de passo fracionado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise do comportamento dinâmico de um rotor vertical através do método dos elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de estruturas reticuladas utilizando o software excel pelo método dos elementos finitos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Análise estrutural de Tie-Rod pelo método dos elementos finitos e através de cálculos analíticos

Currently one of the great concerns of the aeronautical industry is in relation to the security and integrity of the aircraft and its equipments / components when under critical flight maneuvers such as during landing / takeoff and emergency maneuvers. The engineers, technicians and scientists are constantly developing new techniques and theories to reduce the design time and testing, ir order to minimize costs. More and more the Finite Element Method is used in the structural analysis of a project as well as theories based on experimental results. This work aimed to estimate the critical load to failure for tensile, compression and buckling of the Tie-Rod, a fixture aircraft widely used on commercial aircrafts. The analysis was performed by finite element method with the assistance of software and by analytical calculations. The results showed that the Finite Element Method provides relative accuracy and convenience in the calculations, indicating critical load values slightly lower than those found analytically for tension and compression. For buckling, the Finite Element Method indicates a critical load very similar to that found analytically following empirical theories, while Euler's theory results in a slightly higher value. The highest risk is to fail by buckling, but the geometric irregularity of Tie-Rod pieces makes difficult the calculations, therefore a practical test must be done before validation of the results

Avaliação das condições de contorno da teoria de Hertz, comparando os resultados analíticos e numéricos a partir de simulações em software de elementos finitos

The objective of this study was to present the comparison between analytical and numerical results trying to identify the differences and behaviors of the variation of the principal stresses and the maximum contact pressure for different model configurations. The analytical equations of the theory of Hertz from the boundary conditions adopted by him were differences are shown. A step-by-step of developing the model indicating the geometric dimensions, surface contact, type of contact, the formulation used by the software, type of mesh, as well as the boundary conditions and load was presented. In the results, the stresses calculated analytically and compared with the stresses obtained by the finite element simulation software indicating the changes have been made

Análise comparativa de tensões e deformações específicas em uma estrutura treliçada, utilizando abordagem experimental e pelo método de elementos finitos

The process of knowledge construction is associated with physical or mechanical view of the phenomenon. In mechanical engineering courses should supplement their courses with physical or virtual learning devices to aid visualization of these phenomena. For the purpose of improving the mechanical engineering department laboratory practice was developed, through a project, a didactic device a trellis. The purpose of this work is the detailed study by comparing the theoretical results with the experimental results collected through the specific strains collected in the Catman. The study was iniatially done with nodes made of aluminum, giving results with high errors not allowing a good conclusion of results. For best results were achieved an improvement of the structure with strict we support the lattice and, thus, further study and greater quality of lattice structure