Forces and drag coefficients for cylinders in a wind tunnel

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Larifi, Mohamed Amine
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/28719
Resumo: Mestrado de dupla diplomação com a Université Libre de Tunis
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spelling Forces and drag coefficients for cylinders in a wind tunnelExternal flowsCoefficient of dragWind tunnelCylindrical bodies and surface roughnessDomínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e TecnologiasMestrado de dupla diplomação com a Université Libre de TunisThe use of experimental resources to obtain forces and drag coefficients is increasingly applied mainly for simulating complex problems in a real way, ensuring reliable, fast and practical results, a field of interest in modern industry, especially in the automotive and aerospace industries. who want to develop projects for machines, equipment and means of transport, increasingly aerodynamic. In this context, drag forces express the total resistance of a body being traversed by a fluid in the direction of a flow. Therefore, this study proposed the simulation in a subsonic wind tunnel of the external flow in smooth cylinders, and then in rough ones, by inserting sandpaper on their surfaces. These bodies, although simple, have complex flow patterns and a high level of applicability as they are useful in real application situations, such as flow in submerged pipes and the pillars of a bridge that, in external flow, suffer the forces of drag. Thus, this work presents results of several measurements of drag on smooth cylinders, and for five different surface roughness listed as a function of their respective relative roughness. The results for cylinders without roughness are validated by comparing tables and curves of experimental drag coefficients in the literature, here taken as expected values from theoretical ones. The cylinders with roughness, on the other hand, were only presented in a qualitative comparison in relation to the values of the same model without roughness because, despite the effort to maintain stability during the reading of drag forces, the measurement system (with a resolution of 0.01 N) was greatly influenced by the presence of vibrations at high speeds causing some limitations. However, the experimental practice in the laboratory allowed to verify what was expected through the theoretical foundation of the external flows of cylinders as a function of the flow regime (Reynolds number) and the approximate behavior of the drag coefficient curves for different roughness.O uso de recursos experimentais para obtenção de forças e coeficientes de arrasto é cada vez aplicado principalmente por simularem os problemas complexos de forma real garantindo resultados confiáveis, rápidos e práticos, âmbito de interesse na indústria moderna em destaque para a automobilística e aeroespacial, indústrias estas que, desejam elaborar projetos de máquinas, equipamentos e meios de transportes, cada vez mais aerodinâmicos. Neste contexto as forças de arrasto exprimem a resistência total de um corpo sendo atravessado por um fluido na direção de um escoamento. Portanto este estudo propôs a simulação em um túnel de vento subsónico do escoamento exterior em cilindros lisos, e depois nos rugosos por meio da inserção de lixas em suas superfícies. Estes corpos, apesar de simples, possuem complexos padrões de escoamentos e uma elevada grama de aplicabilidade pois são úteis em situações reais de aplicação, como por exemplo, escoamento em canalizações submersas e os pilares de uma ponte que, em escoamento exterior, sofrem as forças de arrasto. Deste modo, este trabalho apresenta resultados de diversas medições do arrasto em cilindros lisos, e para cinco rugosidades superficiais diferentes enunciadas em função da respectiva rugosidade relativa . Os resultados para os cilindros sem rugosidade são validados por meio de comparação entre tabelas e curvas de coeficientes de arrasto experimentais da literatura, aqui tido como valores esperados aqueles teóricos. Já os cilindros com rugosidades foram apenas apresentados em comparação qualitativa em relação aos valores do mesmo modelo sem rugosidades pois, apesar do esforço em manter a estabilidade durante a leitura de forças de arrasto, o sistema de medição (com resolução de 0,01 N) foi bastante influenciado pela presença de vibrações em altas velocidades acarretando algumas limitações. Contudo, a prática experimental em laboratório permitiu constatar o que era esperado mediante a fundamentação teórica dos escoamentos exteriores de cilindros em função do regime de escoamento (número de Reynolds) e do comportamento aproximado das curvas de coeficiente de arrasto para diferentes rugosidades.Rosa, SérgioFerchichi, YassineBiblioteca Digital do IPBLarifi, Mohamed Amine2023-09-08T10:53:14Z20232023-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10198/28719TID:203352076enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-21T11:02:46Zoai:bibliotecadigital.ipb.pt:10198/28719Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T23:18:42.260374Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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