Análise transiente tridimensional via formulação direta do método dos elementos de contorno com opção de subestruturação – aplicação a problemas de difusão e acústicos.

Abstract

Neste trabalho, aborda-se o desenvolvimento da formulação direta do Método dos Elementos de Contorno para a análise de problemas tridimensionais de difusão e problemas acústicos no domínio do tempo, definidos em domínios abertos ou fechados. Para obter a representação destes problemas através de equações integrais, emprega-se a relação de reciprocidade entre dois estados solução distintos em Ω x t referente a cada classe de problema. Devido ao comportamento singular dos núcleos fundamentais, detalhes referentes à correta avaliação das integrais singulares são discutidos. Para converter a equação integral de contorno em um sistema de equações algébricas realiza-se a discretização, no tempo e no espaço, do problema. A discretização no tempo é realizada empregando-se funções de interpolação constante ou linear, e a discretização espacial, por meio de variados tipos de elementos de contorno e células de integração. Procedimentos de integração numérica são considerados para avaliar a respectiva matriz de coeficientes. Uma eficiente estratégia baseada no uso de coordenadas polares e que proporciona um aumento da concentração de pontos de integração em torno do ponto fonte é aplicada para avaliar as integrais singulares que surgem nas formulações citadas. Problemas envolvendo materiais não homogêneos ou descontinuidades de domínio são resolvidos dividindo-se o domínio em várias subregiões. Para acoplar estas subregiões emprega-se uma estratégia que se baseia no uso de solvers iterativos.