Análise Particionada em Problemas de Intercaςão Estrutura-Estrutura

Abstract

Atualmente, existe uma grande tendência no incremento da produção de energia elétrica através de fontes renováveis, em especial, as fontes de origem eólica. Neste contexto, a geração de energia elétrica produzida através de parques eólicos tem sido bastante adotada. Entretanto, devido a problemas como interferência magnética, impactos ambientais e ruído excessivo das instalações onshore, o modelo de usina eólica offshore implantado a grandes distâncias da costa aparecem como alternativa competitiva. Em águas profundas (200 a 700 m) a complexidade e alto custo de fundações e suportes do modelo offshore conduzem a soluções do tipo turbinas eólicas flutuantes (Floating Wind Turbine ). Essas turbinas têm estrutura similar as convencionais excetuando a fixação em solo marinho que é realizado através de cabos. O projeto desses equipamentos envolve a modelagem dinâmica acoplada solo-fluidoestrutura que pode ser estudada usando-se a formulação particionada, onde o problema da interação entre os meios é tratado de maneira iterativa. Nesse tipo de técnica, é possível que modelos fisicamente heterogêneo, chamados de partições, possam utilizar diferentes técnicas de discretização, como por exemplo o domínio do fluido ser baseado em uma formulação de Elementos de Contorno e o domínio estrutura baseado em uma formulação em Elementos Finitos. Neste trabalho, juntamente ao tratamento particionado, é realizada uma análise no domínio da frequência é utilizada para obter as frequências características do sistema em análise considerando comportamento harmônico. A discretização do problema é realizada através do Método dos Elementos Finitos (FEM) utilizando estado plano de tensão e elemento quadrilateral de Wilson. Desta forma, a resolução de problemas de interação estrutura-estrutura utilizando a formulação particionada e os multiplicadores de Lagrange é estudada com a finalidade de avaliar a convergência e a viabilidade da técnica para posteriormente ser empregada em problemas de interação fluido-estrutura.