< Terug naar vorige pagina

Project

Efficiente oplossing van fluidum-structuur interactie problemen in structurele dynamica.

Het doel van dit onderzoeksproject is om innovatieve numerieke modellen voor fluïdum-structuur interactie te ontwikkelen en toe te passen in het domein van de structuurdynamica; voorbeelden zijn de analyse van flexibele structuren onder invloed van dynamische windbelasting en de dynamische respons van off-shore constructies. Wanneer de structuur relatief flexibel is, kan de belasting vanwege het fluïdum op de structuur niet bepaald worden aan de hand van een eenvoudige studie van de stroming rond een star lichaam. De grote vervormingen van de structuur, die het gevolg zijn van de belasting door het fluïdum, beïnvloeden op hun beurt immers de vloeistofstroming. Dit kan aanleiding geven tot instabiliteiten, zoals het ovaliseren van silos, flutter van bruggen, excitatie door wervelafscheiding van flexibele pijpen in off-shore toepassingen en galloping van kabels. De tendens in de moderne architectuur om slanke en lichte constructies te ontwerpen, maakt dat dynamische fluïdum-structuur interactieproblemen zeer relevant zijn. Numerieke methodes zijn hierbij een waardevol ontwerpinstrument en in hoge mate complementair aan experimenten in windtunnels en watertanks. Een eerste doelstelling van dit project is de studie van verschillende zwak en sterk gekoppelde schemas voor de analyse van fluïdum-structuur interactie problemen in de bouwkunde. Er zal hierbij worden nagegaan hoe gereduceerde orde modellen gebruikt kunnen worden om de convergentie te versnellen en hoe deze modellen verder verbeterd kunnen worden. Onderzoek heeft aangetoond dat het gebruik van verschillende tijdsintegratieschemas voor het fluïdum en de structuur aanleiding kan geven tot numerieke problemen. Een tweede doelstelling van dit onderzoek is de nauwkeurigheid en de stabiliteit van het gekoppelde systeem na te gaan bij het gebruik van verschillende tijdsintegratieschemas in de verschillende subdomeinen. Het fluïdum en de structuur hebben sterk verschillende fysische karakteristieken, waardoor de eisen die gesteld worden aan de ruimtelijke discretisatie voor beide subdomeinen verschillen. Behoud van de overgedragen kracht en energie op de interface zijn hierbij belangrijke voorwaarden. De implementatie van algoritmes voor de overdracht van data in het geval van niet-samenvallende roosters vormt een derde doelstelling van het onderzoek.
Datum:1 jan 2008 →  31 dec 2011
Trefwoorden:Fluid-structure interaction, Structural dynamics
Disciplines:Bouwkunde en constructietechnologie, Aardbevingsengineering, Geotechnische en omgevingsingenieurswetenschappen, Waterbouwkunde, Windtechnologie