INFLUENCE OF GEOMETRICAL DIMENSIONS OF RESERVOIR ON THE FLUID-STRUCTURE COUPLED DOMINANT MODES IN CONCRETE GRAVITY DAMS
Determinar adequadamente a resposta estrutural dinâmica de uma barragem é uma tarefa complexa, pois envolve aspectos relacionados à interação fluido-estrutura (FSI). A resposta acoplada depende de inúmeras variáveis, e entre elas está o domínio fluido, que tem uma influência significativa nos modos dominantes acoplados. Na fase de projeto, tal reservatório é idealizado como uma cavidade acústica que deve ter dimensões e condições de contorno adequadas ao problema. No entanto, dependendo desses parâmetros geométricos considerados para o reservatório, as faixas de frequência natural e a ordem dos modos de vibração do fluido são diferentes, influenciando diretamente nas vibrações acopladas fluido-estrutura, isso porque a resposta acoplada depende da faixa de frequência desacoplada da estrutura e domínio fluido isoladamente. Assim, neste artigo são estudadas as vibrações livres, desacopladas e acopladas fluido-estrutura, da barragem de gravidade de Koyna, localizada na Índia. As frequências naturais, os modos de vibração da estrutura e as pressões hidrodinâmicas no fluido são investigadas e comparadas sob diferentes modelagens numéricas (dimensões do reservatório) usando o método dos elementos finitos (MEF) por meio do ANSYS®. Para validação das abordagens numéricas aqui apresentadas os resultados obtidos foram comparados com valores disponíveis na literatura.
INFLUENCE OF GEOMETRICAL DIMENSIONS OF RESERVOIR ON THE FLUID-STRUCTURE COUPLED DOMINANT MODES IN CONCRETE GRAVITY DAMS
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DOI: 10.22533/at.ed.5862227064
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Palavras-chave: Barragens, Interação Fluido-Estrutura, Dimensões do Reservatório, Método dos Elementos Finitos.
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Keywords: Dams, Fluid-Structure Interaction, Reservoir Dimensions, Finite Element Method.
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Abstract:
Properly determining the dynamic structural response of a dam is complex as it involves aspects related to fluid-structure interaction (FSI). The coupled response depends on numerous variables, and among them is the fluid domain, which has a significant influence on the coupled dominant modes. In the design phase, such a reservoir is idealized as an acoustic cavity that must have dimensions and boundary conditions appropriate to the problem. However, depending on these geometric parameters considered for the reservoir, the natural frequency ranges and the order of the fluid vibration modes are different, directly influencing the coupled fluid-structure vibrations, this is because the coupled response depends on the decoupled frequency range of the structure and fluid domain in isolation. Thus, in this paper the uncoupled and coupled fluid-structure free vibrations of the Koyna gravity dam located in India are studied. The natural frequencies, vibration modes of the structure and hydrodynamic pressures are investigated and compared under different numerical modeling (reservoir dimensions) using the finite element method (FEM) by means of ANSYS®. For validation of the numerical approaches presented here the results obtained are compared with values available in the literature.
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Número de páginas: 13
- Selênio Feio da Silva
- Lineu José Pedroso
- Davidson de Oliveira França Júnior
