Dissertação

A fluid-structure interaction model for the study of eathquake response in a dam-water system EVALUATED

A forma como uma estrutura responde a um sismo é uma questão decisiva quando tal incidente acontece, em particular em regiões de elevado risco sísmico ou para estruturas que requerem monitorização constante. Este problema tem sido tipicamente abordado numa perspectiva da Mecânica dos Sólidos, dado que o problema central recai sobre a estrutura sozinha. Como um sistema barragem-albufeira consiste, na verdade, num problema de interacção fluido-estrutura, os métodos clássicos de Engenharia de Sismos, focados na análise da estrutura, podem não ser os mais adequados. A Mecânica de Fluidos tem aqui um papel essencial para uma modelação matemática realista e robusta do problema e para obter boas simulações numéricas, os dois focos principais desta tese. Neste trabalho, começamos com o modelo barragem fléxivel-albufeira compressível proposto por Zienkiewicz formulado em deslocamento e pressão. Derivamos em detalhe as equações do modelo seguido da sua formulação variacional. A partir daqui, estudamos primeiro algumas propriedades analíticas das soluções das equações apresentando algumas estimativas de energia; de seguida, aplicamos o Método dos Elementos Finitos, assim como a representação em espaço de estados do problema e integração numérica no tempo para obter simulações numéricas do sistema barragem-albufeira. As simulações tiveram menor tempo de execução, quando comparadas com um modelo alternativo da Mecânica de Sólidos. Resultados sobre a existência e unicidade de solução são apresentados para o problema estacionário, ficando o problema de evolução como tema de investigação futura, bem como as comparações de valores de pressão.
Sistema Barragem-Albufeira, Modelação Matemática, Mecânica dos Fluidos, Mecânica dos Sólidos, Análise de Equações em Derivadas Parciais, Simulação Numérica

Dezembro 22, 2014, 16:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

CO-ORIENTADOR

Sérgio Bruno Martins de Oliveira

LNEC

Investigador Auxiliar

ORIENTADOR

Ana Leonor Mestre Vicente Silvestre

Departamento de Matemática (DM)

Professor Auxiliar