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Supressão passiva de vibrações induzidas pela emissão de vórtices utilizando absorvedores não-lineares de energia: uma abordagem via modelos fenomenológicos

Processo: 17/06016-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Mestrado
Vigência (Início): 01 de julho de 2017
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2018
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica - Hidrodinâmica de Navios e Sistemas Oceânicos
Convênio/Acordo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Pesquisador responsável:Guilherme Rosa Franzini
Beneficiário:Tatiana Ueno
Instituição-sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Dinâmica dos fluidos

Resumo

O fenômeno de vibrações induzidas pela emissão vórtices (VIV) é bastante comum em diversas áreas da engenharia, em particular na engenharia oceânica. Estruturas esbeltas como, por exemplo, os risers estão sujeitas a este fenômeno de interação fluido-estrutura que pode acelerar a vida útil da estrutura por conta de fadiga. Em linhas gerais, o VIV é um fenômeno de caráter auto-excitado e auto-limitado e que ocorre quando a frequência de emissão de vórtices é próxima a uma frequência natural da estrutura. As máximas amplitudes de oscilação são da ordem de um diâmetro e ocorrem em uma faixa de velocidades de escoamento bastante definida.Em virtude de sua complexidade, o VIV é estudado de diversas formas, incluindo técnicas de Dinâmica de Fluidos Computacional e também experimentos em laboratório. Além destas formas, existe uma outra forma de estudo, baseada em equações não-lineares para representar a dinâmica do fluido. Estas equações não-lineares são acopladas a uma equação representativa da estrutura por meio de diversos coeficientes a serem calibrados. Este projeto de pesquisa terá como foco esta última abordagem, também denominada fenomenológica.Existem diversas formas de supressão passiva do VIV. Algumas delas como, por exemplo, os strakes, implicam que o dispositivo supressor esteja em contato com o fluido. Existem também supressores internos ao cilindro e que modificam indiretamente o campo de escoamento. Este projeto de pesquisa buscará estudar dois supressores passivos desta última classe e que são baseados no conceito de absorvedores não-lineares de energia (nonlinear energy sink - NES). Dois tipos de NES serão investigados, a saber NES rotativo e NES translacional.O principal objetivo deste projeto de pesquisa é a investigação da eficácia destes supressores na mitigação do fenômeno de VIV em cilindros rígidos montados em apoio elástico com um e dois graus de liberdade. Os esforços hidrodinâmicos serão considerados por meio de modelos fenomenológicos. Pretende-se construir simuladores numéricos com vistas à obtenção de curvas e tabelas, mostrando modificações na amplitude de oscilação da estrutura principal como funções da velocidade de escoamento e dos parâmetros que caracterizam os supressores. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
UENO, TATIANA; FRANZINI, GUILHERME ROSA. Numerical studies on passive suppression of one and two degrees-of-freedom vortex-induced vibrations using a rotative non-linear vibration absorber. INTERNATIONAL JOURNAL OF NON-LINEAR MECHANICS, v. 116, p. 230-249, NOV 2019. Citações Web of Science: 0.

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