Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas.

Mostrar todas las versiones(2)

Los problemas de interaccion fluido-estructura (IFE) son problemas en los cuales hay un acoplamiento multifsico entre las ecuaciones que rigen la dinámica de estructuras con las ecuaciones de la fluidodinamica. En el presente trabajo se busca desarrollar una herramienta computacional capaz de re...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Alderete Tommasi, Francisco M.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2018
Materias:
Multifísica computacional
Computational fluid dynamics
Dinámica de fluidos computacional
Finite element method
Método de elementos finitos
Elastic properties
Propiedades elásticas
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/777/1/Alderete_Tommasi.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
id I25-R131-777
record_format dspace
institution Instituto Balseiro
institution_str I-25
repository_str R-131
collection Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB)
language Español
orig_language_str_mv es
topic Multifísica computacional
Computational fluid dynamics
Dinámica de fluidos computacional
Finite element method
Método de elementos finitos
Elastic properties
Propiedades elásticas
spellingShingle Multifísica computacional
Computational fluid dynamics
Dinámica de fluidos computacional
Finite element method
Método de elementos finitos
Elastic properties
Propiedades elásticas
Alderete Tommasi, Francisco M.
Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas.
topic_facet Multifísica computacional
Computational fluid dynamics
Dinámica de fluidos computacional
Finite element method
Método de elementos finitos
Elastic properties
Propiedades elásticas
description Los problemas de interaccion fluido-estructura (IFE) son problemas en los cuales hay un acoplamiento multifsico entre las ecuaciones que rigen la dinámica de estructuras con las ecuaciones de la fluidodinamica. En el presente trabajo se busca desarrollar una herramienta computacional capaz de resolver problemas de interacción fluido-estructura en transitorios temporales. Se utiliza un enfoque immALE para resolver el problema de IFE. El mismo combina propiedades del método de sólidos inmersos con una formulación de Euler-Lagrange Arbitraria (ALE). La misma se desarrolla sobre la plataforma general de codificación de elementos finitos en arquitecturas distribuidas PARGPFEP, desarrollada en el departamento de Mecánica Computacional del Centro Atómico Bariloche. Se realiza una descripción del código desarrollado y los fundamentos teóricos en que se basa el mismo. Luego se presenta una validación de este utilizando casos sencillos con soluciones conocidas. En primera instancia se simula la deflexión de una viga en voladizo con una carga concentrada en su extremo libre. Se compara la solución numérica obtenida con la solución analítica a la cual se arriba aplicando la teoría de vigas de Euler-Bernoulli. En segunda instancia se simula el flujo pistón en un canal bidimensional parcialmente obstruido por un obstáculo rectangular elástico. Se compara la solución obtenida con la solución analítica del problema. En tercera instancia se simula el flujo incompresible a través de un canal tridimensional obstruido por un cilindro solido elástico. Para este ultimo caso se evalúa la frecuencia de desprendimiento de vórtices de Von Karman y se compara la misma con la obtenida mediante correlaciones empíricas. Finalmente se estudia la influencia de este fenómeno en la estructura elástica.
format Tesis
NonPeerReviewed
author Alderete Tommasi, Francisco M.
author_facet Alderete Tommasi, Francisco M.
author_sort Alderete Tommasi, Francisco M.
title Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas.
title_short Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas.
title_full Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas.
title_fullStr Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas.
title_full_unstemmed Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas.
title_sort modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas.
publishDate 2018
url http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/777/1/Alderete_Tommasi.pdf
work_keys_str_mv AT alderetetommasifranciscom modeladocomputacionalporelmetododeelementosfinitosdeladinamicadesistemasconinteraccionentrefluidosyestructuraselasticas
_version_ 1812569683528777728
spelling I25-R131-7772019-07-12T15:27:46Z Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas. Computational modeling of the dynamics of systems with interation between fluids and elastic structures using the finite element method. Alderete Tommasi, Francisco M. Multifísica computacional Computational fluid dynamics Dinámica de fluidos computacional Finite element method Método de elementos finitos Elastic properties Propiedades elásticas Los problemas de interaccion fluido-estructura (IFE) son problemas en los cuales hay un acoplamiento multifsico entre las ecuaciones que rigen la dinámica de estructuras con las ecuaciones de la fluidodinamica. En el presente trabajo se busca desarrollar una herramienta computacional capaz de resolver problemas de interacción fluido-estructura en transitorios temporales. Se utiliza un enfoque immALE para resolver el problema de IFE. El mismo combina propiedades del método de sólidos inmersos con una formulación de Euler-Lagrange Arbitraria (ALE). La misma se desarrolla sobre la plataforma general de codificación de elementos finitos en arquitecturas distribuidas PARGPFEP, desarrollada en el departamento de Mecánica Computacional del Centro Atómico Bariloche. Se realiza una descripción del código desarrollado y los fundamentos teóricos en que se basa el mismo. Luego se presenta una validación de este utilizando casos sencillos con soluciones conocidas. En primera instancia se simula la deflexión de una viga en voladizo con una carga concentrada en su extremo libre. Se compara la solución numérica obtenida con la solución analítica a la cual se arriba aplicando la teoría de vigas de Euler-Bernoulli. En segunda instancia se simula el flujo pistón en un canal bidimensional parcialmente obstruido por un obstáculo rectangular elástico. Se compara la solución obtenida con la solución analítica del problema. En tercera instancia se simula el flujo incompresible a través de un canal tridimensional obstruido por un cilindro solido elástico. Para este ultimo caso se evalúa la frecuencia de desprendimiento de vórtices de Von Karman y se compara la misma con la obtenida mediante correlaciones empíricas. Finalmente se estudia la influencia de este fenómeno en la estructura elástica. Fluid-Solid interaction (FSI) problems are those in which there is a multiphysic coupling of the governing equations for structural and fluid dynamics. In this work, the development of a computational tool able to solve fluid structure interaction problems is sought. For this purpose, an ImmALE approach is used. The latter combines properties of the immersed domains method and the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation. The code is implemented using the Parallelized General Purpose Finite Element Platform PARGPFEP, which was developed in the Computational Mechanics Department at the Bariloche Atomic Center. To begin with, a description of the developed code and the theoretic fundamentals behind it is presented. After that, a validation of the presented code using problems with known solutions is performed. On a rst stage, the proposed code is used to calculate the de effection of a cantilever beam with a concentrated load on its free end. The numerical solution is then compared with the analytical solution obtained by applying the Euler-Bernoulli beam theory. Secondly, the code is used to solve the problem of an incompressible flow throughout a two-dimensional channel partially obstructed by an elastic rectangular solid body. The solution is then compared with a known analytical solution. After this, a solution for the flow throughout a three-dimensional channel with an elastic cylindrical obstruction is computed. For a particular range of Reynolds numbers, a Von Karman Vortex street is observed. The vortex shedding frequency obtained with the numerical method is then compared with the one given by empirical correlations. Finally, the influence of this phenomenon over the solid body is studied. 2018-12-10 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/777/1/Alderete_Tommasi.pdf es Alderete Tommasi, Francisco M. (2018) Modelado computacional por el método de elementos finitos de la dinámica de sistemas con interacción entre fluidos y estructuras elásticas. / Computational modeling of the dynamics of systems with interation between fluids and elastic structures using the finite element method. Maestría en Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/777/

Ejemplares similares