Estudos em hidroelasticidade para predizer VIV em regime turbulento

• Processo: 04/10615-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2005
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2010
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: José Augusto Penteado Aranha
• Beneficiário: Pedro Nery Lavinas
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 01/00054-6 - Vibração induzida por vórtices (VIV) em estruturas marítimas e oceânicas, AP.TEM
• Assunto(s): Mecânica dos fluidos Turbulência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Instabilidade De Escoamentos | Interacao Fluido-Estrutura | Mecanica Dos Fluidos | Turbulencia

Resumo

O escoamento de fluidos ao redor de corpos rombudos como cilindros para números de Reynolds acima do crítico (cerca de 45) é instável, e ocorre o desprendimento de vórtices (vortex shedding) alternados nos dois lados do cilindro. Trata-se de uma instabilidade caracterizada por uma bifurcação de Hopf. Isto gera uma excitação vibratória na freqüência de emissão de vórtices, fenômeno conhecido na literatura científica como VIV (vortex-induced vibrations). O problema em regime laminar ocupa o cerne do projeto temático intitulado "Modelo Hidro-Elástico para Predizer VIV'', no qual o presente projeto se apóia. Experimentalmente observa-se uma freqüência de oscilação da esteira bem definida com o número de Reynolds, o que sugere a hipótese de existência de apenas um modo instável na faixa entre esta instabilidade e a transição para a turbulência. Um dos objetivos do projeto temático é predizer esta freqüência por meio de análise de estabilidade da Equação de Ginzburg-Landau (EGL), cujos coeficientes são inferidos a partir de simulações numéricas (CFD). Como em regime turbulento também aparece uma freqüência de oscilação característica, lança-se para o presente trabalho de doutoramento a hipótese de que esta freqüência pode ser determinada por uma análise de estabilidade da EGL com coeficientes baseados na solução numérica do campo médio de velocidades, de forma análoga à realizada para a instabilidade que deflagra o surgimento da esteira. Os resultados serão comparados com dados experimentais da literatura. (AU)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

LAVINAS, Pedro Nery. Escoamento ao redor de um cilindro circular: derivação da equação de Landau a partir das equações de Navier-Stokes.. 2010. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica (EP/BC) São Paulo.