Coupled model of finite elements and boundary elements for the dynamic analysis of buried shell structures

Abstract

El Objetivo central de la Tesis que se presenta es la formulación, implementación y verificación de un modelo numérico que permita el análisis de la respuesta dinámica de estructuras laminares enterradas ante cargas y vibraciones de cualquier origen. En relación a los modelos previos desarrollados en el Grupo de Investigación, la estrategia adoptada en este caso, hace uso de la formulación Dual del Método de los Elementos de Contorno para simular el comportamiento dinámico del terreno (que puede considerarse en general como un medio de naturaleza poroelástica). Esta formulación dual del Método permite un análisis más versátil, sencillo y estable de problemas de difracción e interacción dinámica asociadas a de geometrías de pequeño espesor como el que se aborda. Para la estructura se formula un elemento finito tipo lamina muy robusto y fiable que permite tratar geometrías arbitrarias con seguridad. Con todo ello, el carácter de ambas formulaciones hace posible construir un modelo acoplado suelo-estructura riguroso a través de ecuaciones de equilibrio y compatibilidad sencillas y directas. Lo comentado hasta el momento hace referencia al modelo general tridimensional, si bien la Tesis que se presenta también incluye la formulación e implementación de un modelo bidimensional aplicable a problemas a los que pueda aplicarse este tratamiento. Este modelo 2D, previo en su formulación y publicación, comparte el enfoque, la estrategia seguida y muchos aspectos numéricos relevantes con el 3D. Para finalizar, el documento presentado incluye la verificación de los modelos a partir de resultados previos, estudios y análisis de rango de validez y prestaciones, así como su aplicación a problemas de interés para el Grupo en el ámbito de la propagación de ondas elásticas e interacción suelo-estructura.