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Estudo da análise modal baseado no acoplamento fluido-estrutura

In this work, a coupled fluid-structure problem is approached, comparing the result with the modal analysis of a structure. The objective of this work is to analyze the physical phenomenon of fluid-structure interaction in flexible structures, adopting a model compatible with this situation. The cou...

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Autor principal:	Pegoraro, Maurício
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2017
Assuntos:	Análise modal Dinâmica estrutural Análise estrutural (Engenharia) Mecânica dos fluidos Modal analysis Structural dynamics Structural analysis (Engineering) Fluid mechanics CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS Engenharia Civil
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2205
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spelling	riut-1-22052017-07-10T21:40:02Z Estudo da análise modal baseado no acoplamento fluido-estrutura Study of the modal analysis based on fluid-structure coupling Pegoraro, Maurício Novak, Paulo Rogerio http://lattes.cnpq.br/7766888778491590 Gomes, Francisco Augusto Aparecido http://lattes.cnpq.br/4960562897145659 Novak, Paulo Rogerio Gomes, Francisco Augusto Aparecido Nunes, Marina Rocha Pinto Portela Carrazedo, Rogério Análise modal Dinâmica estrutural Análise estrutural (Engenharia) Mecânica dos fluidos Modal analysis Structural dynamics Structural analysis (Engineering) Fluid mechanics CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::ESTRUTURAS Engenharia Civil In this work, a coupled fluid-structure problem is approached, comparing the result with the modal analysis of a structure. The objective of this work is to analyze the physical phenomenon of fluid-structure interaction in flexible structures, adopting a model compatible with this situation. The coupled problem is solved using a Lagrangean-Eulerian approach for the fluid domain, whereas for the solid domain an Lagrangean approach is used. As support for solving the mathematical equations of the coupled problem, ANSYS® physical analysis software was used. A modal analysis using the Rational Fractional Polynomial method was developed for a small-scale steel structure, and the result was compared to the result obtained from the software model. Its vibrating modes and natural frequencies are used to compare with what occurred in the coupled problem. The coupled problem consists of analyzing the dynamic behavior of the structure when it is subjected to a load of random winds, generated by the incidence of a gust of wind in obstacles. It was found that a structure subjected to loads of random winds tends to move according to its modes of vibration. In addition, if the oscillation of the random wind load has a frequency close to the natural frequency of the structure, it tends to obtain large displacements. CAPES Neste trabalho é abordado um problema acoplado fluido-estrutura, comparando o resultado com a análise modal de uma estrutura. O objetivo do trabalho consiste em analisar o fenômeno físico da interação fluido-estrutura em estruturas flexíveis, adotando um modelo compatível com essa situação. Para tal, o problema acoplado é resolvido utilizando uma abordagem Lagrangeana-Euleriana para o domínio do fluido, enquanto que, para o domínio do sólido é utilizado uma abordagem Lagrangeana. Como apoio para resolução das equações matemáticas do problema acoplado, foi utilizado o software de análises físicas ANSYS®. Uma análise modal utilizando o método Rational Fractional Polynomial foi desenvolvida para uma estrutura de aço em escala reduzida, e o resultado desta foi comparado com o resultado obtido do modelo feito no software. Seus modos de vibrar e frequências naturais são utilizados para comparar com o ocorrido no problema acoplado. O problema acoplado consiste em analisar o comportamento dinâmico da estrutura quando ela está sujeita à uma carga de ventos aleatórios, gerados pela incidência de uma rajada de vento em obstáculos. Constatou-se que uma estrutura submetida à cargas de ventos aleatórios tende a se movimentar conforme seus modos de vibração. Além disso, se a oscilação da carga de ventos aleatórios tiver uma frequência próxima da frequência natural da estrutura, esta tende a obter grandes deslocamentos. 2017-07-10T21:40:02Z 2017-07-10T21:40:02Z 2016-12-21 masterThesis PEGORARO, Maurício. Estudo da análise modal baseado no acoplamento fluido-estrutura. 2016. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2016. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2205 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil UTFPR
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description	In this work, a coupled fluid-structure problem is approached, comparing the result with the modal analysis of a structure. The objective of this work is to analyze the physical phenomenon of fluid-structure interaction in flexible structures, adopting a model compatible with this situation. The coupled problem is solved using a Lagrangean-Eulerian approach for the fluid domain, whereas for the solid domain an Lagrangean approach is used. As support for solving the mathematical equations of the coupled problem, ANSYS® physical analysis software was used. A modal analysis using the Rational Fractional Polynomial method was developed for a small-scale steel structure, and the result was compared to the result obtained from the software model. Its vibrating modes and natural frequencies are used to compare with what occurred in the coupled problem. The coupled problem consists of analyzing the dynamic behavior of the structure when it is subjected to a load of random winds, generated by the incidence of a gust of wind in obstacles. It was found that a structure subjected to loads of random winds tends to move according to its modes of vibration. In addition, if the oscillation of the random wind load has a frequency close to the natural frequency of the structure, it tends to obtain large displacements.
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