Propagação de ondas em sistemas que requerem o estudo da interacção sólido-fluido

Abstract

A interação entre meios sólidos e fluidos assume grande relevância no domínio da propagação de ondas. Em alguns casos, é possível considerar simplificações que permitem uma análise isolada do meio acústico ou do meio elástico. No caso da acústica de edifícios, é usual considerar-se este tipo de abordagem, permitindo o desenvolvimento de um conjunto de métodos e formulações simplificadas. No entanto, estas formulações apresentam limitações evidentes no caso em que o contraste entre os materiais é mais reduzido, o que acontece, por exemplo, quando se consideram elementos leves. Também em problemas de prospecção geofísica e oceanográfica ou de análise dinâmica de estruturas submersas, as propriedades dos meios envolvidos determinam a utilização de modelos matemáticos mais elaborados que considerem a interacção sólido-fluido. No sentido de ultrapassar algumas das simplificações referidas, desenvolvem-se modelos que contabilizam de forma rigorosa a interacção entre meios fluidos e sólidos. Ao longo deste trabalho estabelecem-se formulações no domínio da frequência, que permitem a análise de sistemas com geometrias bidimensionais excitados quer por fontes lineares quer por fontes pontuais. Neste último caso, a solução é obtida na forma de um somatório de soluções bidimensionais, calculadas para diferentes valores do número de onda segundo a direcção em que a geometria não varia. Desenvolvem-se em simultâneo soluções analíticas e modelos baseados no Método dos Elementos de Fronteira. A aplicação dos modelos desenvolvidos é ilustrada na área da acústica e na utilização de técnicas não destrutivas. Na área da acústica, calcula-se a atenuação proporcionada por barreiras acústicas constituídas por materiais elásticos, insedidas em meios abertos ou fechados, e estuda-se o isolamento acústico conferido por painéis multiplos, constituídos por várias camadas, fluidas e/ou sólidas. No âmbito da utilização de técnicas não destrutivas, simulam-se técnicas de prospecção geofísica e de prospecção oceanográfica, e analisa-se a vibração de estruturas submersas.