Modelado de las vibraciones de un arreglo de tubos elásticamente montados inmersos en un fluido compresible utilizando adaptividad hp.

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En el presente Proyecto Integrador fue desarrollado un método para obtener los modos de vibración de un haz de tubos sumergido en un fluido levemente compresible. Se propone una formulación variacional del problema de Helmholtz, la cual fue implementada numéricamente con un algoritmo adaptivo hp...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Piracés, José M.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2011
Materias:
Física matemática
Mecánica de fluidos
Finite element method
Método de elementos finitos
Modal analysis
Análisis modal
Helmholtz model
Modelo de Helmholtz
Vibrations
Vibraciones
Fluid-structure
Fluido-estructura
hp adaptivity
Adaptividad hp
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/286/1/1Piraces.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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spelling I25-R131-2862011-09-15T17:19:43Z Modelado de las vibraciones de un arreglo de tubos elásticamente montados inmersos en un fluido compresible utilizando adaptividad hp. Modelling the vibrations of a bundle of tubes immersed in a compressible fluid using hp-adaptivity. Piracés, José M. Física matemática Mecánica de fluidos Finite element method Método de elementos finitos Modal analysis Análisis modal Helmholtz model Modelo de Helmholtz Vibrations Vibraciones Fluid-structure Fluido-estructura hp adaptivity Adaptividad hp En el presente Proyecto Integrador fue desarrollado un método para obtener los modos de vibración de un haz de tubos sumergido en un fluido levemente compresible. Se propone una formulación variacional del problema de Helmholtz, la cual fue implementada numéricamente con un algoritmo adaptivo hp de elementos finitos. También se desarrolló un estimador de error confiable y eficiente que permitió obtener un orden de convergencia exponencial. Para validar el código se utilizaron los resultados de un problema con solución analítica. La robustez fue evaluada al hacer tender la velocidad c de propagación del sonido en el fluido a infinito, lo que, además, permitió verificar que el modelo contempla al caso con fluido incompresible. Luego se analizó el refinamiento que se produce alrededor de vértices reentrantes que generan soluciones con singularidades. La dependencia de las primeras autofrecuencias con c fue evaluada para varios valores de este parámetro. Por otra parte, se obtuvieron las soluciones de un problema con parámetros físicos diferentes para cada tubo. Por último se estudió un problema con una geometría realista que se presenta en ciertos componentes de centrales nucleares. Se hizo un análisis de los modos de vibración y de sus frecuencias naturales, así como también de la aproximación a un fluido incompresible. In this project, a method to obtain the vibration modes of a bundle of tubes immersed in a slightly compressible fluid has been developed. A variational formulation of the Helmholtz problem, suitable for hp-adaptive finite element computation, is proposed. A reliable and efficient a posteriori error estimator, which allows to achieve an exponential order of convergence, was developed. To validate the code, a problem with an analytical solution was used. The robustness was evaluated by making the speed of sound c in the fluid tend to infinity. This, in addition, allowed us to verify that the model predicts correctly the behavior in case of an uncompressible fluid. Further, the refinement occuring around the reentrant corners, which generates a solution with singularities, was analyzed. The dependence of the first eigenfrequencies on c was studied by calculating them for several values of this parameter. Also, solutions for a problem with unequal physical parameters for each tube were obtained. Finally, a problem with a realistic geometry that arises from some components of nuclear power plants was simulated. Here, the vibration modes and natural frequencies, as well as the approach to uncompressibility, were analyzed. 2011-06 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/286/1/1Piraces.pdf es Piracés, José M. (2011) Modelado de las vibraciones de un arreglo de tubos elásticamente montados inmersos en un fluido compresible utilizando adaptividad hp. / Modelling the vibrations of a bundle of tubes immersed in a compressible fluid using hp-adaptivity. Proyecto Integrador Ingeniería Mecánica, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/286/
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