An experimental investigation with vertically suspended flexible pipes conveying water in aspirating and discharging conditions in a towing tank (2023)
- Authors:
- Autor USP: DEFENSOR FILHO, WAGNER ANTONIO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PNV
- Subjects: TUBOS FLEXÍVEIS; REBOQUE; ASPIRAÇÃO
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O presente texto traz resultados originais provindos de uma inovadora campanha de testes hidrodinâmicos, com três modelos experimentais baseados em conceito fundamental de tubos de captação de água. O objetivo principal da presente investigação é compreender a influência do escoamento interno sobre as vibrações induzidas por vórtices em tubos flexíveis expostos a escoamento externo. Entre outros casos, a presente campanha experimental investigou os modelos experimentais sob os efeitos de reboque puro, aspiração pura, combinação de reboque e aspiração e ejeção pura. Os modelos experimentais são tubos flexíveis em balanço vertical, cada um composto por uma mangueira de borracha reforçada e um lastro rígido fixado na extremidade livre inferior. Foram concebidos para apresentar, na direção transversal ao escoamento externo, o primeiro, segundo e terceiro modos naturais de vibração, respectivamente, como os de respostas dominantes. O projeto dos modelos experimentais utilizou uma implementação de modelo físico-matemático tridimensional de ordem reduzida. O deslocamento ao longo dos modelos foi obtido com técnicas não invasivas de rastreamento óptico. A análise de dados foi desenvolvida de forma ad hoc, utilizando uma combinação da Transformada de Fourier, a Transformada de Hilbert-Huang e a Projeção de Galerkin em funções modais, a fim de obter respostas modais e estatísticas de amplitudes ao longo do comprimento dos modelos. Os resultados mostram um conjunto completamente novo de respostas experimentais. Os modelos apresentaram o comportamento dinâmico esperado sob excitação de reboque. A influência dos efeitos de aspiração sobre a excitação de reboque mostrou-se mínima, sendo os efeitos de reboque dominantes. Evidências de instabilidade do tipo flutter foram observadas nos testes deaspiração, nos três modelos e em todas as velocidades testadas. Nos testes de ejeção, configuração quase-estática foi atingida com o escoamento em velocidade subcrítica e instabilidade tipo flutter foi observada, caracterizada por comportamento altamente não-linear com grandes amplitudes de oscilação, quando em regime pós-crítico.
- Imprenta:
- Data da defesa: 28.04.2023
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ABNT
DEFENSOR FILHO, Wagner Antonio. An experimental investigation with vertically suspended flexible pipes conveying water in aspirating and discharging conditions in a towing tank. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-10012024-123006/. Acesso em: 31 mar. 2026. -
APA
Defensor Filho, W. A. (2023). An experimental investigation with vertically suspended flexible pipes conveying water in aspirating and discharging conditions in a towing tank (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-10012024-123006/ -
NLM
Defensor Filho WA. An experimental investigation with vertically suspended flexible pipes conveying water in aspirating and discharging conditions in a towing tank [Internet]. 2023 ;[citado 2026 mar. 31 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-10012024-123006/ -
Vancouver
Defensor Filho WA. An experimental investigation with vertically suspended flexible pipes conveying water in aspirating and discharging conditions in a towing tank [Internet]. 2023 ;[citado 2026 mar. 31 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-10012024-123006/
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