Efeitos da restauração diferenciada nas vibrações induzidas por vórtices em cilindros curtos flutuantes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Minioli, Luiz Eduardo Bueno
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/220057
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas, Joinville, 2019
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spelling Efeitos da restauração diferenciada nas vibrações induzidas por vórtices em cilindros curtos flutuantesEngenharia mecânicaVibraçõesCilindrosMecânica dos fluidosDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas, Joinville, 2019Esta dissertação buscou investigar os efeitos da restauração diferenciada nas vibrações induzidas por vórtices (VIV) em cilindros curtos flutuantes. O fenômeno do VIV é de grande importância para a engenharia, uma vez que ocorre quando grandes estruturas são expostas a um escoamento fluido, podendo causar vibrações indesejadas. O texto está estruturado em 5 capítulos, iniciando pela contextualização e definição do objetivo do trabalho. A revisão bibliográfica tratou da emissão de vórtices em cilindro fixo, do VIV em cilindro livre para oscilar com dois graus de liberdade (2GL) e dos efeitos da restauração diferenciada em VIV. A metodologia experimental descreveu o cilindro, a infraestrutura e a instrumentação utilizados. Os resultados dos ensaios experimentais foram analisados e discutidos em resultados e discussões. A última parte abordou as conclusões e perspectivas sobre o tema. Utilizou-se uma abordagem experimental e, para isso, foi construído um cilindro com diâmetro igual a 125mm, razão de aspecto igual a 2,0 e massa reduzida igual a 1,0. Ele foi conectado a um suporte elástico que proporcionava movimentos nos seis graus de liberdade (6GL), permitia a troca das molas, na direção longitudinal e transversal ao escoamento, alterando a restauração do sistema. A matriz de ensaios contou com as razões entre as frequências naturais nas direções longitudinal e transversal f_0x/f_0y iguais a 0,7016, 0,7886, 1,0270, 1,3333 e 1,5. A faixa de velocidades reduzidas V_r foi entre 2,0 e 13,0. As análises abordaram as amplitudes adimensionais de resposta, frequências adimensionais de resposta, estudo do formato, ângulos de fase e rotações das trajetórias no plano devido ao VIV. A restauração diferenciada influenciou nas respostas do sistema, para as condições consideradas nos experimentos, porém com influência maior em algumas análises, como nas amplitudes adimensionais longitudinais entre 2,0=V_r=5,5, nas frequências de resposta na direção longitudinal f_x/f_0y e na direção transversal f_y/f_0y , com a presença de dois níveis de resultados diferentes em ambos.Abstract: The present work dedicate to study of the effects of the variable stiffness ratio on vortex induced vibrations (VIV) in floating short cylinders. The VIV phenomenon has been studied, because of engineering applications, since it occurs in structures such as bridges, buildings, structures and offshore platforms are exposed to a fluid flow and may cause undesired vibrations. The text is structured in 5 chapters, starting with the contextualization and definition of the objective of the study. A bibliographic review was carried out that dealt with the vortex-shedding in stationary cylinders, two-degrees-of?freedom VIV in free vibration of a cylinder and the effects of variable stiffness in VIV. The experimental methodology was divided into three sections, dealing with the cylinder specifications, the experimental setup and the motion capture system. The experimental results were analyzed and discussed in results and discussion chapter. The last chapter ends with the conclusions and recommendations for future work. This work was developed based on the experimental approach. A floating cylinder was made with external diameter equals to 125mm, an aspect ratio of 2,0 and a reduced mass of 1,0. This cylinder was connected in an elastic support that provides movements in 6-DOF. The elastic support allows changing the springs in the in-line and cross direction to variate the stiffness ratio. The test matrix had five different ratios between the in-line natural frequency and the transverse natural frequency equal to 0,7016, 0,7886, 1,0270, 1,3333 e 1,5. The reduced velocity V_r range was about ?2,0<V?_r<13,0. The analysis discussed about nondimensional amplitudes, nondimensional frequency, shape trajectories, phase between transverse and in-line motions and trajectories directions. This study shows distinct cylinder responses when the stiffness ratio was changed for the condition used in the tests.Fujarra, André Luís CondinoUniversidade Federal de Santa CatarinaMinioli, Luiz Eduardo Bueno2021-02-11T22:39:53Z2021-02-11T22:39:53Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis106 p.| il., gráfs., tabs.application/pdf362256https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/220057porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-02-11T22:39:53Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/220057Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732021-02-11T22:39:53Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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