Camada-limite turbulenta perturbada por uma ruga

• Processo: 14/08943-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2014
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2018
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Erick de Moraes Franklin
• Beneficiário: Henrique Pelisson Chimetta
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos Turbulência Instabilidade hidrodinâmica Métodos de perturbação Reologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: camada limite | Escoamento turbulento | Instabilidades Hidrodiâmicas | Perturbação | Rugas | Mecânica dos Fluidos

Resumo

Camadas limites turbulentas sobre paredes planas na presença de uma ruga são frequentemente encontradas na natureza e na indústria. Alguns exemplos são os escoamentos de ar e de água sobre rugas e dunas no deserto e em rios, respectivamente, e também escoamentos de água sobre rugas aquáticas dentro de dutos e tubos. A perturbação de uma camada limite bidimensional por uma ruga introduz novas escalas no problema, alterando a maneira na qual as velocidades e as tensões são distribuídas ao longo do escoamento. Na presença de transporte de sedimentos, a distribuição de tensões ao longo da ruga está fortemente relacionada com as instabilidades do leito. Esta tese de doutorado consistirá em um estudo analítico e experimental da perturbação por uma ruga bidimensional de uma camada limite turbulenta totalmente desenvolvida. A parte analítica consistirá no emprego de métodos da Matemática Aplicada, tais como Métodos de Perturbação e Análises de Estabilidade, para a obtenção de expressões analíticas para a camada limite perturbada. Para a parte experimental, escoamentos de água serão impostos sobre uma ruga afixada na parede inferior de um canal fechado, e o campo de velocidades será medido pela técnica PIV - Velocimetria por Imagem de Partículas. A partir das medidas instantâneas do escoamento, campos médio e de flutuações serão calculados. Os campos de velocidades e tensões serão comparados às expressões analíticas obtidas e a tensão de cisalhamento na superfície da ruga será analisada em termos de instabilidade de um leito granular. Esta proposta de doutorado direto está relacionada (porém não está vinculada) ao auxílio Jovem Pesquisador Nº 2012/19562-6 da FAPESP. (AU)