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Instabilidades em leitos móveis: dinâmica granular e interação com o escoamento

Processo: 19/10239-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de agosto de 2019
Vigência (Término): 31 de agosto de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
Pesquisador responsável:Erick de Moraes Franklin
Beneficiário:Willian Righi Assis
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:18/14981-7 - Modelagem de escoamentos granulares densos: experimentos, simulações numéricas e análises de estabilidade, AP.JP2
Assunto(s):Leito móvel   Mecânica dos fluidos   Dunas   Turbulência   Velocimetria por imagem de partículas

Resumo

O transporte de partículas sólidas por um escoamento turbulento é bastante comum na natureza e na indústria. Alguns exemplos são o transporte de areia pelo vento no deserto e pela água em rios e oceanos, o transporte de areia em canais e sistema de dragagem e de esgoto, e o transporte pneumático de grãos na indústria de alimentos. Em escoamento horizontal, este transporte pode ocorrer como uma camada móvel de grãos, conhecida por leito móvel. Sob certas condições, esta camada pode se deformar, levando à formação de rugas ou dunas. Este é um problema bastante complexo, pois estas deformações do leito perturbam o escoamento turbulento que as forma. Apesar do esforço científico realizado nas últimas décadas, migração de rugas e dunas ainda é um problema mal compreendido. Esta tese de doutorado propõe uma investigação experimental da formação de dunas em escoamentos turbulentos. Os experimentos irão medir tanto a dinâmica dos grãos que compõem o leito granular, como o escoamento do fluido que move os grãos e deforma o leito. As medidas da dinâmica dos grãos serão realizadas por câmera de alta velocidade e por câmera de alta definição que, junto com o pós-tratamento das imagens, irá identificar e seguir grãos individuais (câmera de alta velocidade), e também dunas e rugas formadas sobre o leito (câmera de alta definição), determinando seu comprimento característico e sua celeridade. As medidas do escoamento serão realizadas com PIV (Particle Image Velocimetry) de baixa frequência (4 Hz) e visualização com câmera de alta velocidade e laser contínuo. Com isto, pretende-se obter detalhadamente o escoamento turbulento sobre o leito (campos médios de velocidade e momentos de segunda ordem, etc.) (AU)