Investigação numérica da eficiência da coleta de energia a partir do fenômeno de vibrações induzidas pela emissão de vórtices via modelos fenomenológicos

• Processo: 14/19629-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2015
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica - Hidrodinâmica de Navios e Sistemas Oceânicos
• Pesquisador responsável: Guilherme Rosa Franzini
• Beneficiário: Alexandre Ravagnani
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Interação fluido-estrutura Hidrodinâmica Estruturas oceânicas Calibração Vibrações induzidas por vórtices Análise experimental
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Coleta de Energia | Modelos fenomenológicos | Vibrações Induzidas pela Emissão de Vórtices | Interação fluido-estrutura

Resumo

O fenômeno de vibrações induzidas pela emissão de vórtices (VIV) é bastante complexo e pode desempenhar um papel de grande importância na dinâmica de risers. Devido a sua complexidade, o VIV pode ser estudado sob três abordagens complementares, a saber: concepção e análise experimental, simulações numéricas via dinâmica de fluidos computacional e simulações numéricas via modelo fenomenológico. É nesta última abordagem que a presente proposta está inserida. Os modelos fenomenológicos consistem, em linhas gerais, em representar a dinâmica da esteira vorticosa por meio de um oscilador não linear (tipicamente um oscilador de van de Pol) acoplado a um oscilador representativo da estrutura. Os coeficientes do oscilador não linear devem ser obtidos mediante calibração experimental. No entanto, muitos dos modelos fenomenológicos descritos em trabalhos da literatura não apresentam variação de seus coeficientes com a velocidade reduzida, fato em contradição com resultados experimentais. Por outro lado, o fenômeno de VIV tem sido investigado recentemente não com vistas à sua atenuação, mas sim como fonte de energia renovável. O objetivo deste plano de pesquisa é a construção de um simulador numérico que utilize algum modelo fenomenológico para simulação do VIV, e considerando a variação de alguns parâmetros com a velocidade reduzida, discuta a eficiência da coleta de energia.