VIBRATIONS ANALYSIS UNCOUPLED AND COUPLED FLUID-STRUCTURE BETWEEN SHELL AND ACOUSTIC CAVITY CYLINDRICAL FOR VARIOUS BOUNDARY CONDITIONS
Neste trabalho são estudadas as vibrações livres e harmônicas de um reservatório cilíndrico vazio e parcialmente cheio com um líquido invíscido e incompressível. O reservatório é modelado por uma casca cilíndrica e o fluido representado por uma cavidade acústica. A abordagem analítica se dá por meio do cálculo variacional implementado no software MAPLE com o método de Rayleigh-Ritz para a resolução das equações das frequências. A interação fluido-estrutura é feita incorporando o efeito do fluido na casca cilíndrica por meio de uma massa adicional de fluido. A discretização numérica se dá através da utilização do método dos elementos finitos (MEF) por meio do software ANSYS. A vibração forçada é aplicada através de um carregamento harmônico pontual na casca, em que as respostas no domínio da frequência foram investigadas para a casca desacoplada e acoplada com fluido. A análise da resposta harmônica capturou as frequências naturais obtidas na análise modal e as formas modais operacionais da estrutura, caracterizando uma boa concordância entre os resultados analíticos e numéricos para vibrações desacopladas e acopladas com fluido.
VIBRATIONS ANALYSIS UNCOUPLED AND COUPLED FLUID-STRUCTURE BETWEEN SHELL AND ACOUSTIC CAVITY CYLINDRICAL FOR VARIOUS BOUNDARY CONDITIONS
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DOI: 10.22533/at.ed.84921180829
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Palavras-chave: Vibrações Livres e Harmônicas, Casca Cilíndrica, Fluido-Estrutura, Método dos Elementos Finitos.
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Keywords: Free and Harmonic Vibrations, Cylindrical Shell, Fluid-Structure Interaction, Finite Element Method.
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Abstract:
In this work the free and harmonic vibrations of an empty and partially filled cylindrical reservoir with an inviscid and incompressible liquid are studied. The reservoir is modeled by a cylindrical shell and the fluid represented by an acoustic cavity. The analytical approach is through the variational calculation implemented in MAPLE software with the Rayleigh-Ritz method for the resolution of the equations of the frequencies. The fluid-structure interaction is made by incorporating the effect of the fluid on the cylindrical shell through an additional mass of fluid. The numerical discretization is through using the finite element method (MEF) through ANSYS software. The forced vibration is applied from a punctual harmonic loading in the shell, in which the response in frequency domain were investigated for the uncoupled and coupled shell with fluid. The analysis of the harmonic response captured the natural frequencies obtained in the modal analysis and the operational modal forms of the structure, characterizing a good agreement between the analytical and numerical results for vibrations uncoupled and coupled with fluid.
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Número de páginas: 11
- Lineu José Pedroso
- Davidson de Oliveira França Júnior
