Contribuições para a modelagem das vibrações induzidas pelo escoamento interno em tubos conduzindo fluido

Resumo

O fenômeno das vibrações induzidas pelo escoamento interno em tubos é uma dentre diversas maneiras através das quais as interações fluido-estrutura se manifestam. Tais vibrações podem ocorrer em diversas aplicações de engenharia, como em risers de produção em aplicações offshore, procedimentos de mineração oceânica, sistemas de trocadores de calor e em cenários de abastecimento em voo. Devido à sua vasta gama de aplicações e rico comportamento dinâmico, a modelagem de tubos conduzindo fluido atraiu muito interesse nas últimas décadas. Da literatura no tema, nota-se que os modelos publicados têm se tornado mais complexos ao longo dos anos e, recentemente, um maior foco tem sido colocado na dinâmica tridimensional e não-linear desses sistemas. O principal objetivo da pesquisa proposta é contribuir para a literatura no tema através do desenvolvimento de um modelo matemático tridimensional e geometricamente não-linear para um tubo extensível que conduz fluido. Neste modelo, a dinâmica de torção também será incluída, assim como melhorias que permitirão abordar uma vasta gama de aplicações práticas. Estas melhorias incluem a modelagem de apoios imperfeitos, adições de massa pontual, imersão em fluido parado e a inclusão de amortecimento estrutural no modelo matemático. Com este modelo, os efeitos da extensibilidade axial e da dinâmica de torção na dinâmica tridimensional e não-linear do tubo serão analisados utilizando ferramentas de ambas as teorias dinâmicas linear e não-linear. Então, os efeitos das mencionadas melhorias na dinâmica global do sistema serão analisados como funções dos parâmetros do sistema. Esta pesquisa será realizada na Concordia University, Montreal sob a supervisão do Prof. Mojtaba Kheiri, um especialista reconhecido neste tema. (AU)