Simulação Numérica Da Ação Do Vento Sobre Seções De Pontes Suspensas

Abstract

Este trabalho apresenta um modelo numérico para a análise aerodinâmica e
aeroelástica de seções de ponte. O escoamento em torno de uma seção de ponte rígida, sem
movimento, assim como o escoamento em torno de uma seção que possui deslocamentos
verticais, horizontais e rotações devidas a efeitos de torção, são investigados para obter os
coeficientes aerodinâmicos e o número de Strouhal. Procura-se também determinar a
velocidade do vento que provoca o fenômeno de instabilidade dinâmica denominado
“flutter”. Para a análise do escoamento bidimensional levemente compressível, utiliza-se um
método explícito de dois passos com uma formulação Arbitrária Lagrangeana-Euleriana
(ALE). A turbulência é simulada diretamente para as grandes escalas e com o modelo
simples de Smagorinsky para as escalas menores que a resolução da malha utilizada. O
método dos elementos finitos é empregado para a discretização espacial. A estrutura é
considerada como um corpo rígido com restrições elásticas segundo as componentes de
deslocamento horizontais e verticais e segundo a rotação torcional. O acoplamento entre o
fluido e a estrutura é efetuado aplicando as condições de compatibilidade e de equilíbrio na
interface. A análise dinâmica da estrutura é efetuada através do método clássico de
Newmark.