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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2015
Vigência (Término): 30 de junho de 2015
Área do 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

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.

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