Alumna: Mercedes Martínez Sánchez-Cortés

Profesor: Ángel Luís Pérez Rodríguez

MUI. TECNOLOGÍAS DE LA COMUN ICACIÓN Y LA DOCUMENTACIÓN CIÉNTÍFICA.

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TRABAJO EXPOSITIVOMÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS

PFEM

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

INTRODUCCIÓN AL MÉTODO MEDIANTE UNA APLICACIÓN CONCRETA DEL MISMO.

MODELACIÓN NUMÉRICA DE DESLIZAMIENTOS DE LADERA EN EMBALSES

Problema que presenta gran incertidumbre en muchas de las variables que lo gobiernan.

Problema complejo de dinámica de fluidos. Interacción entre el material deslizado, la

masa de agua del embalse y el conjunto formado por el vaso y la presa.

Grandes movimientos de la superficie libre del fluido.

Posible existencia de cuerpos sumergidos total o parcialmente.

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

DIFICULTADES TÍPICAS ANÁLISIS NUMÉRICO CONVENCIONAL DE PROBLEMAS DE

DINÁMICA DE FLUÍDOS:

TRATAMIENTO DE LOS TÉRMINOS CONVECTIVOS.

CONDICIÓN DE INCOMPRESIBILIDAD DE LAS ECUACIONES DE FLUIDO.

MODELADO Y SEGUIMIENTO DE LA SUPERFICIE LIBRE.

TRANSFERENCIA DE LA INFORMACIÓN ENTRE LOS DOMINIOS DEL FLUIDO Y EL

CONTORNO VÍA LAS INTERFASES DE CONTACTO.

MODELADO DE LA ROTURA DE OLAS.

ACTUALIZACIÓN EFICIENTE DE LAS MALLAS DE EF PARA LA ESTRUCTURA Y EL

FLUIDO, ETC

PFEM

SOLUCIÓN

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

DEFINICIÓN Y VENTAJAS

COMBINACIÓN ENFOQUE LAGRANGIANO ACTUALIZADO CON LA RESOLUCIÓN

ECUACIONES DE EF MEDIANTE LA GENERACIÓN DE UNA MALLA QUE SE

ACTUALIZA EN CADA PASO DE TIEMPO. NODOS MALLA EF: PARTÍCULAS EN

MOV.

RESUELVE LOS PROBLEMAS DE INTERACCIÓN ENTRE FLUÍDOS Y SÓLIDOS.

NODOS MALLA TANTO EN EL DOMINIDO DE FLUÍDO COMO EN EL DE LA

ESTRUCTURA SON PARTÍCULAS QUE SE MUEVEN LIBREMENTE E INCLUSO SE

PUEDEN SEPARAR DEL DOMINIO PRINCIPAL.

POSIBILIDAD MODELADO SEPARACIÓN PARTÍCULAS DE LÍQUIDO DEL DOMINIO

PRINCIPAL DEL FLUIDO.

DESAPARECEN LOS TÉRMINOS CONVECTIVOS DE LAS ECUACIONES DEL

FLUIDO.

INCONVENIENTES

ES NECESARIO REMALLAR LA SOLUCIÓN EN

CADA PASO DE TIEMPO.

BLOQUEO SOLUCIÓN EN FLUÍDOS

INCOMPRESIBLES.

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

ETAPAS SOLUCIÓN MEDIANTE PFEM:

1. DISCRETIZACIÓN DOMINIOS FLUIDO Y ESTRUCTURA CON UNA MALLA EF.

2. IDENTIFICACIÓN CONTORNOS EXTERNOS PARA AMBOS DOMINIOS.

3. RESOLUCIÓN ECUACIONES ACOPLADAS MOVIMIENTO LAGRANGIANO PARA AMBOS

DOMINIOS.

4. DESPLAZAMIENTO NODOS DE LA MALLA A NUEVA POSICIÓN EN FUNCIÓN DEL TIEMPO.

5. GENERACIÓN DE UNA NUEVA MALLA SI FUESE NECESARIO.

6. RETORNO AL PASO “2” Y REPETICIÓN DEL PROCESO DE SOLUCIÓN PARA EL PASO DE

TIEMPO SIGUIENTE.

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

PARTICULARIDADES PFEM:

GENERACIÓN MALLAS NO ESTÁNDAR COMBINANDO ELEMENTOS DE FORMA

POLIÉDRICAS ARBITRARIAS EN 2D Y 3D EN UN TIEMPO DE CÁLCULO “n”

(NÚMERO TOTAL DE NODOS EN LA MALLA)

.IDENTIFICACIÓN DE LA SUPERFICIE DE CONTORNO. SE DEFINE POR TODAS LAS

SUPERFICIES POLIÉDRICAS QUE TIENEN TODOS SUS NODOS SOBRE EL

CONTORNO Y PERTENECEN A UN ÚNICO POLIEDRO.

IDENTIFICACIÓN DE LAS PARTÍCULAS DE FLUÍDO AISLADAS. SON PARTE DEL

CONTORNO EXTERIOR DONDE LA PRESIÓN SE FIJA AL VALOR ATMOSFÉRICO.

TRATAMIENTO DEL CONTACTO ENTRE LA INTERFASE DEL FLUIDO Y LOS

SÓLIDOS. CONDICIÓN DE INCOMPRESIBILIDAD.

MODELACIÓN DE UN SÓLIDO DEFORMABLE COMO UN FLUIDO VISCOSO.

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

CONCLUSIONES (I)

El modelo numérico PFEM se basa en simplificaciones del fenómeno, por tanto, los

resultados son aproximaciones de la realidad.

En el estudio realizado no se ha tenido en cuenta la presencia del aire, ni su mezcla con

el agua.

También se ha despreciado las irregularidades del terreno, el fenómeno de erosión y el

arrastre de nuevo material originado por el deslizamiento.

Tampoco se conoce el comportamiento real del material desestabilizado. Deslizamiento

puro o avalancha.

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

CONCLUSIONES (II)

RESULTADOS MODELADO TRIDIMENDIONAL DEL DESLIZAMIENTO DE LITUYA BAY

PERMITEN CONCLUIR PFEM ES UN MÉTODO ÚTIL EN LA ESTIMACIÓN

AFECCIONES DE DESLIZAMIENTOS DE LADERA POTENCIALES. (ERROR

RELATIVO EN LAS ESTIMACIONES DEL ALCANCE MÁXIMO DE LA OLA EN LA

LADERA OPUESTA DEL 5%).

LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN ABIERTAS:

* OPTIMIZACIÓN PFEM EN RELACIÓN CON EL TIEMPO DE CÁLCULO.

* PERFECCIONAMIENTO MÓDULO DE EROSIÓN.

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

PFEM APLICADO AL ESTUDIO DE LA RESISTENCIA AL FUEGO DE LAS

ESTRUCTURAS.

ESTUDIO PROCESO FUSIÓN DE MATERIALES POLIMÉRICOS.

ESTUDIO COMPORTAMIENTO MATERIALES POLIMÉRICOS BAJO CALOR

TRANSITORIO.

ANÁLISIS DEL QUEMADO DE UN GRUPO DE CABLES.

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PFEM APLICADO AL ESTUDIO DE LA INTERACCIÓN ENTRE DIFERENTES MEDIOS.

SIMULACIÓN DEL PROCESO DE HINCHAMIENTO DE UNA MEMBRANA.

SIMULACIÓN DEL PROCESO DE LLENADO DE AGUA DE UNA ESTRUCTURA DE

PARED DELGADA.

ESTUDIO INTERACCIONES ENTRE FLUIDO-SÓLIDO.

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MÉTODO DE PARTÍCULAS Y ELEMENTOS FINITOS (PFEM).

PFEM APLICADO LA INGENIERÍA PORTUARIA.

ANÁLISIS EFECTO TRENES DE OLAS EN LOS ROMPEOLAS.

ANÁLISIS DEL EQUILIBRIO DE ESCOLLERAS DE BLOQUES DE HORMIGÓN BAJO

DIFERENTES ESTADOS DEL MAR.

EVALUACIÓN ESTABILIDAD DE LOS MATERIALES DURANTE EL PROCESO DE

CONSTRUCCIÓN DE UN ROMPEOLAS.

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PFEM APLICADO A LA GEOTÉCNIA.

MODELIZACIÓN DEL PROCESO DE EXCAVACIÓN DE UNA TUNELADORA.

MODELIZACIÓN DEL PROCESO DE EXCAVACIÓN DE DIFERENTES

HERRAMIENTAS.

ESTUDIO DEL DESGASTE DE MATERIALES Y HERRAMIENTAS Y LOS

CORRESPONDIENTES VOLÚMENES EXCAVADOS.

HIDROLOGÍA SUBTERRÁNEA.

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PFEM APLICADO A LA INGENIERÍA INDUSTRIAL.

ESTUDIO DEL PROBLEMA DE COLISIÓN DE DIFERENTES CUERPOS.

ESTUDIO DE LA INTERACCIÓN ENTRE CUERPOS DEFORMABLES E

INDEFORMABLES.

ESTUDIO DEL BOMBEO DE UN FLUÍDO DE UN DEPÓSITO A OTRO SUPERIOR.

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