O método dos elementos de contorno com interpolação direta aplicado aos problemas escalares de onda em meios homogêneos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Santos, Gyslane Aparecida Romano dos
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Doutorado em Engenharia Mecânica
Centro Tecnológico
UFES
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufes.br/handle/10/18317
Resumo: The search for a consistent and accurate method for transforming domain integrals composed of non-self-adjoint operators into contour integrals, strictly following the philosophy of the Boundary Element Method, is still a challenge to be overcome. The Direct Interpolation of the Contour Element Method (DIBEM) technique is among the most recent proposals to achieve this goal. After being successful in solving scalar problems governed by the Poisson, Helmholtz and Advection Diffusion equations, this work presents the results of the DIBEM procedure in approaching acoustic wave propagation problems in homogeneous media. The main objective is to achieve greater stability of the discrete model, particularly examining the numerical characteristics of the mass matrix or acoustic inertia, which is generated approximately through a sequence of radial basis functions. Some of the best-known full support radial functions were tested, several matrix conditioning standards were verified, the degrees of positivity of the matrix related to the modal content were evaluated and the minimum time steps achieved with the refinement of the mesh were investigated. contouring and insertion of interpolating internal points. The time advance scheme used was the Houbolt algorithm, whose fictitious damping eliminates spurious modal contents, related to high frequencies, producing greater stability and accuracy. Several typical wave propagation problems in bars and membranes were solved, using linear boundary elements with DIBEM to compare with the analytical solutions of displacement and stresses in several cases
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The main objective is to achieve greater stability of the discrete model, particularly examining the numerical characteristics of the mass matrix or acoustic inertia, which is generated approximately through a sequence of radial basis functions. Some of the best-known full support radial functions were tested, several matrix conditioning standards were verified, the degrees of positivity of the matrix related to the modal content were evaluated and the minimum time steps achieved with the refinement of the mesh were investigated. contouring and insertion of interpolating internal points. The time advance scheme used was the Houbolt algorithm, whose fictitious damping eliminates spurious modal contents, related to high frequencies, producing greater stability and accuracy. Several typical wave propagation problems in bars and membranes were solved, using linear boundary elements with DIBEM to compare with the analytical solutions of displacement and stresses in several casesA busca por um método consistente e preciso para a transformação de integrais de domínio compostas por operadores não autoadjuntos em integrais de contorno, seguindo estritamente a filosofia do Método dos Elementos de Contorno ainda é um desafio a ser superado. A técnica de Interpolação Direta do Método dos Elementos de Contorno (MECID) se inclui entre as propostas mais recentes para realizar este intento. Após ser bem-sucedida na solução de problemas escalares governados pelas Equações de Poisson, Helmholtz e Advecção-Difusão, este trabalho apresenta os resultados do procedimento MECID na abordagem de problemas de propagação de ondas acústicas em meios homogêneos. O objetivo principal é alcançar maior estabilidade do modelo discreto, examinando particularmente as características numéricas da matriz de massa ou inércia acústica, que é gerada de forma aproximada, através de uma sequência de funções de base radial. Testaram-se algumas das mais conhecidas funções radiais de suporte pleno, foram verificadas diversas normas de condicionamento matricial, avaliou-se o grau de positividade da matriz relacionada ao conteúdo modal e pesquisaram-se os passos de tempo mínimo alcançados com o refinamento da malha de contorno e a adequada inserção de pontos internos interpolantes. O esquema de avanço no tempo usado foi o algoritmo de Houbolt, cujo amortecimento fictício elimina conteúdos modais espúrios, relativos a altas frequência, produzindo maior estabilidade e precisão. Vários problemas típicos de propagação escalar de onda foram aqui resolvidos numericamente e, na maior parte deles, a solução numérica foi comparada com soluções analíticas disponíveis na literatura ou então geradas com esta finalidade ao longo deste trabalhoUniversidade Federal do Espírito SantoBRDoutorado em Engenharia MecânicaCentro TecnológicoUFESPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaLara, Luciano de Oliveira Castro https://orcid.org/0000-0003-1329-2957http://lattes.cnpq.br/1675675424615229Loeffler Neto, Carlos Friedrichhttps://orcid.org/0000-0002-5754-6368http://lattes.cnpq.br/3102733972897061https://orcid.org/0009-0008-0138-3556http://lattes.cnpq.br/0314997680090929Bulcão, André https://orcid.org/0000-0002-9871-9683http://lattes.cnpq.br/2273897370773348Chacaltana, Julio Tomás Aquije https://orcid.org/0000-0003-2488-6232http://lattes.cnpq.br/9108224414966705Campos, Lucas Silveira https://orcid.org/http://lattes.cnpq.br/0275751616450131Mansur, Webe João https://orcid.org/0000-0001-6033-9653http://lattes.cnpq.br/9499429606822923Santos, Gyslane Aparecida Romano dos2025-02-10T11:02:46Z2025-02-10T11:02:46Z2024-12-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisTextapplication/pdfhttp://repositorio.ufes.br/handle/10/18317porpthttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2025-02-10T08:25:34Zoai:repositorio.ufes.br:10/18317Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082025-02-10T08:25:34Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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