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Mestrado - Daniel Coradini Schwarz

por robertacanto publicado 04/12/2018 16h28, última modificação 17/01/2019 15h24
Análise de estimativa de erro aplicada a problemas de Interação Fluido-Estrutura, com formulação totalmente Euleriana, via Método dos Elementos Finitos
Quando
13/12/2018
de 15h30 até 00h00
(America/Sao_Paulo / UTC-200)
Onde
Sede Ecoville: Sala EK-104
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Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais

quando 13/12/2018 
das 15h30 até 18h30
onde Sede Ecoville: Sala EK-104
nome do contato Prof. Hilbeth Parente Azikri de Deus
participantes Prof. Hilbeth Parente Azikri de Deus, Dr. Orientador -UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Hilbeth Parente Azikri de Deus, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Marco Antônio Luersen, Dr. - UTFPR
Prof. Juliano de Bem Francisco, Dr. - UFSC
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Análise de estimativa de erro aplicada a problemas de Interação Fluido-Estrutura, com formulação totalmente Euleriana, via Método dos Elementos Finitos

Resumo: Análises de Interação Fluido-Estrutura (FSI) constituem um tópico de grande relevância em diversas áreas, como engenharia e ciências biomédicas, isto pois se estuda o comportamento do sólido levando-se em conta a influência exercida pelo fluido, e vice-versa, resultando em análises mais realistas. Estimadores de erro são conceitos de grande importância em simulações numéricas, tendo por função avaliar a precisão e qualidade das soluções aproximadas. Estes estimadores também são essenciais para a aplicação de malhas adaptativas, que são por sua vez ferramentas atualmente indispensáveis para o desenvolvimento de algoritmos eficientes. 
O presente trabalho apresenta, neste contexto, um método para resolução de problemas FSI pelo método dos elementos finitos. Emprega-se uma abordagem totalmente Euleriana com malha conforme, o sólido é neo-Hookeano e fluido é Newtoniano, ambos incompressíveis. Realizam-se análises de estimativa de erro, os resultados são então utilizados para geração de uma malha adaptativa. A geração desta malha é feita por refinamento do tipo h-adaptativo. O código computacional é desenvolvido em FreeFem++, que é um programa computacional para resolução de equações diferenciais parciais com linguagem baseada em C++. Problemas são propostos e resolvidos. Os resultados obtidos são comparados com resultados disponíveis na literatura para avaliação da eficácia e desempenho.
Palavras-chave: Interação Fluido-Estrutura, estimativa de erro, formulação totalmente Euleriana.

Error analysis in Fluid-Structure Interaction problems, with fully Eulerian formulation, via Finite Element Method

Abstract: Fluid-Structure Interaction (FSI) is a subject of great importance in many domains, as engineering and biomedical sciences, since the solids behavior is predicted taking in consideration the fluid influence, and vice-versa, resulting in a more realistic analysis. Error estimates are of great relevance in numerical simulations, as they allow us to evaluate the accuracy and quality of the approximate solutions. These estimates are also essential for the application of adaptive meshes, which are currently indispensable tools for the development of efficient algorithms. 
This study presents a finite element method, with a fully Eulerian approach and a conforming mesh, for the analysis of FSI problems. The solid domain is modelled as neo-Hookean and the fluid is considered Newtonian, both incompressible. Error estimates for the FSI formulation are derived and employed in the implementation of an adaptive mesh. This mesh is generated through an h-adaptive refinement. The computational code is developed on FreeFem++, a software for analysis of partial differential equations with a language similar to C++. Some FSI problems are presented and resolved, the results are compared with those available in the literature in order to evaluate the efficiency and performance of the proposed method.
Keywords: Fluid-Structure Interaction, error estimate, fully Eulerian formulation.


Lista de publicações:

Schwarz, D.C. ; AZIKRI de DEUS, H. P. . Análise de estimativa de erro aplicada a problemas de Interação Fluido-Estrutura, com formulação totalmente Euleriana, via Método dos Elementos Finitos. III SMNE 2018 - Simpósio de Métodos Numéricos em Engenharia, 2018, Curitiba, PR.