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Publicação
Determinação das forças de impacto num quebra-mar misto utilizando o modelo numérico Smoothed Particle Hydrodynamics
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Orientador(es)
Resumo(s)
O conhecimento dos esforços resultantes da interação de uma onda com um quebra-mar misto é de grande interesse no dimensionamento destas estruturas. A natureza destes esforços depende não só das características da estrutura, como também das condições de agitação incidente. No entanto, a determinação destes não é trivial, uma vez que estão envolvidos fenómenos não lineares, como a rebentação ou a reflexão, que condicionam a utilização de formulações teóricas na quantificação destes esforços, sendo necessário recorrer a outra ferramentas, tais como a modelação numérica.
Nesta dissertação estudaram-se as forças num quebra-mar misto utilizando o modelo numérico SPH do LNEC, que se baseia no método SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) proposto por Monaghan. Este método sem malha é baseado numa formulação Lagrangeana das equações de Navier-Stokes que permite modelar escoamentos com superfície livre.
Para analisar a evolução da força de impacto, realizaram-se simulações numéricas variando a profundidade e altura de onda incidente abrangendo diferentes regimes de força. Da análise dos resultados obtidos, verificou-se que o tipo de regime de força a que a estrutura está sujeita não é, por vezes, o previsto devido à ocorrência de fenómenos não lineares, o que torna o estudo da evolução da força não trivial.
Os resultados do modelo numérico foram comparados com os de formulações empíricas, onde se constatou que os resultados são semelhantes para os casos de regime de onda parcialmente estacionária. No entanto, para regime de força de impacto, existem diferenças que se devem ao facto de a rebentação não ocorrer sempre da forma prevista nas formulações. Por sua vez, a versão do modelo numérico utilizada não permite a simulação das partículas de ar, cuja influência no valor das forças é relevante, no caso da rebentação se dar com ar aprisionado.
Descrição
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em
Engenharia Mecânica
Palavras-chave
Forças de impacto Quebra-mar misto Smoothed Particle Hydrodynamics Interação onda-estrutura Rebentação