Investigação experimental do fenômeno de vibrações induzidas por vértices em cilindros flexíveis próximos à uma placa plana (2018)
- Authors:
- Autor USP: CHAME, MARIA EDUARDA FELIPPE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PNV
- Subjects: VÓRTICES DOS FLUÍDOS; VIBRAÇÕES; TUBOS FLEXÍVEIS
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: O fenômeno de vibrações induzidas pelo escoamento em pipelines e dutos próximos ao leito oceânico é de grande importância para a Engenharia Naval e Oceânica. O caso prático do vão livre de duto pode ser considerado um assunto ainda pouco discutido. A presente dissertação encontra motivação na compreensão do fenômeno fluidodinâmico através da abordagem experimental. O sistema físico estudado inclui um longo cilindro, de baixa razão de massa (m*) e de natureza flexível (L/D = 131; 45), disposto próximo à uma placa plana. O comportamento assimétrico do escoamento ao redor de um corpo que se encontra próximo à uma placa plana não é governado apenas pelo número de Reynolds, sendo a distância adimensional, e/D, entre o cilindro e a placa de grande impacto no fenômeno. O objetivo principal desta dissertação é caracterizar o comportamento dinâmico de cilindros flexíveis horizontais na presença de uma placa plana sob os efeitos do fenômeno da vibração induzida por vórtices, bem como a interferência na distância entre as duas estruturas na resposta dinâmica do cilindro. A revisão bibliográfica foi pautada na compreensão do problema e no fornecimento de subsídios teóricos para realização do experimento e posterior análise dos dados. O efeito da proximidade da placa foi analisado para quatro diferentes arranjos, e/D = 0, 0.5, 1.0 e 2.0 e variadas condições de escoamento foram testadas, todas contidas no regime sub-crítico (103 < Re < 104). Adicionalmente, a condição do cilindro isolado, ou seja sem a presença da placa, foi investigada. Obteve-se o deslocamento do cilindro, no tempo e espaço, possibilitando grande diversidade na demonstração dos resultados, destaca-se a análise no domínio da frequência e do tempo e a recuperação da trajetória em todos os instantes ao longo do comprimento do cilindro. Osresultados apresentados evidenciam uma magnitude de oscilação maior para as condições em que o cilindro está distante ou isolado da placa. Para todas as condições a natureza flexível do modelo pode ser identificada e discutida pela análise no domínio da frequência e da trajetória descrita pelo cilindro. Na maior parte dos casos, a amplitude transversal cresceu de maneira pronunciada a partir de VR > 3:50 e alcançou amplitudes nominais da ordem de 0.8D. A resposta na direção horizontal apresentou uma dependência linear com a velocidade do escoamento, atingindo valores próximos a 0.65D. Tal magnitude releva a importância do movimento na direção in-line, diferente dos clássicos casos de VIV, onde a amplitude em X é de pouca significância.
- Imprenta:
- Data da defesa: 21.12.2018
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ABNT
CHAME, Maria Eduarda Felippe. Investigação experimental do fenômeno de vibrações induzidas por vértices em cilindros flexíveis próximos à uma placa plana. 2018. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-29052019-113425/. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Chame, M. E. F. (2018). Investigação experimental do fenômeno de vibrações induzidas por vértices em cilindros flexíveis próximos à uma placa plana (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-29052019-113425/ -
NLM
Chame MEF. Investigação experimental do fenômeno de vibrações induzidas por vértices em cilindros flexíveis próximos à uma placa plana [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-29052019-113425/ -
Vancouver
Chame MEF. Investigação experimental do fenômeno de vibrações induzidas por vértices em cilindros flexíveis próximos à uma placa plana [Internet]. 2018 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-29052019-113425/
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