INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL DOS EFEITOS DA RUGOSIDADE SUPERFICIAL SOBRE O FENÔMENO DE VIV EM CILINDROS RÍGIDOS ELASTICAMENTE SUPORTADOS

Abstract

Vibração Induzida por Vórtices (VIV) é um fenômeno de interação fluido-estrutura caracterizado pela observação de movimentos em relação à correnteza. Esse fenômeno pode resultar em falha por fadiga, uma vez que promove a diminuição da vida útil de risers, umbilicais e amarrações de plataformas, sendo então, um fator crucial a ser considerado na fase inicial de projetos. Por esses sistemas oceânicos permanecerem longos períodos de tempo submersos, eles apresentam formação de incrustação na superfície, a qual provoca o aumento da rugosidade superficial, alterando o modo de desprendimento de vórtices na camada limite e as respostas de amplitude do sistema. Neste trabalho, investigou-se experimentalmente a influência da rugosidade superficial no fenômeno de Vibração Induzida por Vórtices em cilindros únicos, utilizando três bases elásticas de 1 e 2 graus de liberdade. Para o estudo, foram realizados testes com cilindros de razões de aspecto (L/D) de 13 e 39, razões de massa de 1,0, 2,5 e 4,0, para dois níveis de rugosidade. Os ensaios ocorreram para diferentes velocidades nos Canais de Água Circulante do Laboratório de Interação Fluido-Estrutura (LIFE) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). A investigação realizada ao longo deste trabalho permitiu concluir que os cilíndros rígidos rugosos apresentam amplitudes adimensionais menores do que os cilíndros rígidos lisos. Alinhado a isso, observou-se que a base com 2GDL, no canal maior, apresenta amplitudes transversais maiores, com os ramos bem definidos onde o sistema com 2GDL para o CAC maior com m* = 1,0 apresentou maiores amplitudes transversais.