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Vibrações induzidas por vórtice em um cilindro com um grau de liberdade e rigidez não linear

Processo: 18/00318-4
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de agosto de 2018
Vigência (Término): 31 de julho de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
Pesquisador responsável:Rui Marcos Grombone de Vasconcellos
Beneficiário:Sérvio Túlio Suenai Haramura Bastos
Instituição-sede: Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus Experimental São João da Boa Vista. São João da Boa Vista , SP, Brasil
Assunto(s):Processamento de sinais   Aeroelasticidade

Resumo

Vibrações induzidas pelo movimento de um fluido ao redor de estruturas são comuns e prejudiciais, tanto em termos financeiros, devido à necessidade de aplicação de materiais e estruturas mais resistentes, como também em termos de segurança, visto que falhas estruturais graves podem ocorrer mesmo em estruturas superdimensionadas. Particularmente, estruturas de formato cilíndrico são amplamente empregadas em engenharia, por exemplo, trem de pouso em aeronaves, pilares de pontes, chaminés, linhas de transmissão e especialmente na extração de petróleo em alto mar. Tubulações para extração de petróleo e gás em plataformas marítimas, estão expostas o tempo todo a inúmeras condições de agitação da água do mar e principalmente, correntes marítimas intensas e contínuas. Tais tubulações, conhecidas no meio como risers apresentam, em certas condições de velocidade da corrente marítima, vibrações que podem atingir altas amplitudes, de maneira que danos graves podem ocorrer implicando em prejuízos materias e principalmente, ambientais caso vazamento de petróleo ocorra. O entendimento do fenômeno aeroelástico que leva ao surgimento dessas vibrações têm sido alvo de grande interesse da comunidade científica nos últimos anos, modelos matemáticos baseados em dinâmica dos fluidos computacional continuam sendo desafiadores, mesmo com o desenvolvimento computacional das últimas décadas. Modelos empíricos e de ordem reduzida tornam-se, portanto importantes, tanto para o entendimento quanto para o desenvolvimento de técnicas de controle dessas vibrações. Neste projeto de pesquisa, propõe-se a implementação de um modelo empírico de um cilindro com um grau de liberdade, perpendicular à velocidade do escoamento, incluindo possíveis efeitos não lineares estruturais. Um experimento deverá ser conduzido para validação do modelo proposto. Os resultados do presente projeto de pesquisa poderão ser úteis no desenvolvimento de modelos mais precisos, incluindo efeitos não lineares importantes, que certamente ocorrem no mundo real.