UM MODELO DE CONTATO SÓLIDO-SÓLIDO PARA O MÉTODO DE PARTÍCULAS MOVING PARTICLE SIMULATION

Abstract

Problemas de interacao fluido-estrutura com presenca de superficie livre e solidos livres para deslocar sao fenomenos hidrodinâmicos altamente nao lineares e de elevada complexidade, que trazem grandes desafios para a modelagem e simulacao computacional. Nos casos de contato ou colisao entre solidos, normalmente e necessario realizar algum tratamento especifico para impedir a penetracao entre corpos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho e contribuir para o desenvolvimento de uma tecnica de simulacao dos fenomenos hidraulicos e costeiros que envolvem a interacao entre fluidos e solidos apresentando um modelo de contato solido-solido para o metodo Moving Particle Simulation (MPS). O MPS e um metodo baseado na discretizacao do dominio em particulas, sem utilizacao de malha, e capaz de modelar geometrias complexas com grandes deslocamentos e deformacao, incluindo superficies livres com fragmentacao e juncao de fluidos e presenca de multicorpos. O modelo de contato solido-solido proposto visa estender as funcionalidades do MPS, simplificando forcas interfaciais por meio de um sistema massa-mola-amortecedor, de forma a reproduzir as propriedades macroscopicas da interacao entre multicorpos. Comparacoes entre resultados numericos e analiticos sao realizados para calibracao de constantes do modelo. O modelo e aplicado para um caso de carregamento de solido livre em escoamento com superficie livre, e comparado com resultados numericos e experimentais. Palavras-chave: Interacao entre solidos, Solido livre, Moving Particle Simulation, Metodo de particulas, Carregamento.