Texto completo
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| Autor(es): |
Gabriel Victor Gomes de Oliveira
Número total de Autores: 1
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| Tipo de documento: | Dissertação de Mestrado |
| Imprenta: | Campinas, SP. |
| Instituição: | Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica |
| Data de defesa: | 2017-07-11 |
| Membros da banca: |
Erick de Moraes Franklin;
Rogério Gonçalves dos Santos;
Guilherme José de Castilho
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| Orientador: | Erick de Moraes Franklin |
| Resumo | |
Escoamentos com camadas limites turbulentas sobre paredes planas na presença de rugas são encontrados frequentemente, seja em escoamentos dentro de dutos fechados na indústria ou escoamentos de superfície livre na natureza. Alguns exemplos são os escoamentos de ar sobre rugas e dunas no deserto, e também escoamentos de água sobre dunas aquáticas dentro de dutos fechados, como ocorre em tubulações de petróleo. A perturbação de uma camada limite turbulenta bidimensional por uma ruga introduz novas escalas no problema, pois altera a maneira na qual as velocidades e as tensões são distribuídas ao longo do escoamento. É um problema complexo de ser resolvido tanto analiticamente como numericamente. Esta dissertação de mestrado consiste em um estudo experimental da perturbação causada por um par de rugas bidimensionais de baixa razão de aspecto sobre uma camada limite turbulenta totalmente desenvolvida. Nos experimentos, escoamentos de água com vazões de 8 e 10 m³/h (correspondendo a números de Reynolds baseados na altura do canal de 27.500 e 35.000) foram impostos sobre um par de rugas triangulares afixado na parede inferior de um duto retangular de acrílico fechado, e o campo de velocidades foi medido pela técnica PIV ¿ Velocimetria por Imagem de Partículas. A partir das medidas instantâneas do escoamento, campos médios e de flutuações de velocidade puderam ser determinados, bem como as tensões viscosa e turbulenta e a produção de turbulência. Dessa forma foi possível obter e entender as características principais do escoamento perturbado sobre as rugas comparando-o com o escoamento não perturbado no duto retangular, e analisar a tensão de cisalhamento na superfície das rugas em termos de instabilidade de um leito granular. Nossos resultados mostram que para a ruga a montante, a tensão de cisalhamento cresce próximo ao seu bordo de ataque e decresce na direção de sua crista, enquanto que para a ruga a jusante, a tensão de cisalhamento decresce monotonicamente entre o ponto de recolamento e sua crista. A distribuição de tensões encontrada sobre as rugas sustenta a existência das mesmas em leitos móveis (AU) | |
| Processo FAPESP: | 15/15001-8 - Determinação experimental da camada limite turbulenta perturbada por uma ruga |
| Beneficiário: | Gabriel Victor Gomes de Oliveira |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Mestrado |