Interação fluido/estrutura utilizando uma formulação de Lagrange na discretização dos elementos de fluido - Almeida, Carlos Manuel Figueroa Feio de (2021)
Neste trabalho avalia-se o desempenho de uma formulação de Lagrange de elementos finitos em deslocamentos na modelação da interação hidrodinâmica que ocorre entre a albufeira e o conjunto barragem-fundação. Utiliza-se o módulo computacional Parmac3D-Fflow que permite a análise da interação hidrodinâmica com base em algoritmos de solução de natureza explícita (método das diferenças centrais) e implícita (método de Newmark). Apresentam-se os fundamentos necessários para a compreensão do comportamento hidrodinâmico de barragens gravidade e abóbada e dos modelos de cálculo adotados. É analisada a interação barragem-albufeira considerando que o corpo da barragem apresenta uma aceleração constante no tempo. São analisadas duas barragens gravidade genéricas, uma com o paramento de montante vertical e outra com o paramento de montante inclinado, para diferentes valores de inclinação, e uma barragem abóbada. Neste estudo procurou-se avaliar a importância de diversos parâmetros. As distribuições de pressão hidrodinâmicas obtidas no paramento de montante são comparadas com a solução proposta por Westergaard, para os casos da barragem gravidade de paramento vertical e da barragem abóbada, e com a solução proposta por Zangar para o caso da barragem gravidade de paramento inclinado. Por fim, foram desenvolvidos dois modelos numéricos da barragem gravidade de Pine Flat e três modelos numéricos da barragem abóbada do Alto Lindoso, de forma a avaliar o comportamento dos elementos finitos adotados sob vibração forçada. Para a barragem do Alto Lindoso foi analisada a influência de diversos parâmetros. Os resultados apresentados mostram que é possível aplicar modelos de fluido com base em deslocamentos no estudo dinâmico de barragens gravidade e que em barragens abóbada é necessário considerar uma malha muito refinada na zona junto ao paramento de montante. Verifica-se ainda que o termo de penalização deverá ser adotado com algum cuidado.