Interação dinâmica fluido/estrutura em barragens de betão utilizando uma formulação de Lagrange na discretização dos elementos de fluido

Abstract

A modelação da interação, sob excitações dinâmicas, do corpo da barragem com a albufeira é importante na análise do comportamento da barragem sob ações sísmicas e na análise e interpretação da resposta dinâmica da estrutura sob excitação ambiente e em ensaios de vibração forçada. Nesta comunicação é analisada a interação barragem-albufeira, considerando que o corpo da barragem apresenta aceleração constante no tempo. São estudadas duas barragens gravidade para dois valores de inclinação do paramento de montante, e uma barragem com geometria tipo abóbada. As distribuições de pressão hidrodinâmicas obtidas no paramento de montante são comparadas com a solução experimental proposta por Zangar, para o caso das barragens gravidade de paramento inclinado, e com a distribuição teórica proposta por Westergaard, para o caso da barragem tipo abóbada. Os resultados numéricos obtidos permitem concluir que um modelo de fluido em deslocamentos permite obter uma solução estável para as geometrias estudadas, em particular quando se utilizam elementos hexahédricos de oito nós subintegrados. Conclui-se também que, em malhas tridimensionais irregulares, em barragens gravidade com inclinação significativa e em barragens abóbada, o valor a adotar para o coeficiente de penalização de modo a minimizar os modos de circulação deve ser avaliado cuidadosamente. Demonstra-se ainda a importância do refinamento da malha da albufeira na vizinhança do paramento.