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Vibrações Induzidas por Vórtices (VIV) são um fenômeno de interação fluido-estrutura,
caracterizado pela manifestação de movimentos relativos ao escoamento ao redor de
uma estrutura submersa. Essa interação resulta da emissão periódica de vórtices em
torno de um corpo rombudo que, por sua vez, pode acarretar flutuações no campo de
pressões próximo e, portanto, ser responsável pela indução de movimento. Em
sistemas oceânicos submersos, este fenômeno pode levar à falha por fadiga, uma vez
que contribui para a redução da vida útil de componentes críticos, como risers,
umbilicais e amarrações de plataformas, por exemplo. Este relatório tem como objetivo
realizar uma análise experimental do fenômeno de VIV, avaliando de forma
comparativa a influência da rugosidade superficial em cilindros sujeitos a este
fenômeno mediante a utilização de três suportes elásticos com um ou dois graus de
liberdade. Para o estudo, foram realizados testes com cilindros de razões de aspecto
(L/D) iguais a 13 e 39, e razões de massa iguais a 1,0, 2,5 e 4,0. A metodologia do
estudo é baseada em ensaios de VIV conduzidos em dois Canais de Água Circulante
(CAC): um de Menor porte (aqui denominado CAC Menor) e outro Maior (denominado
CAC Maior) do Laboratório de Interação Fluido-Estrutura (LIFE) da Universidade Federal
de Santa Catarina (UFSC), campus Joinville, onde os cilindros de interesse foram
suportados elasticamente em escoamentos de velocidade controlada. De forma geral,
verificou-se que cilindros rígidos rugosos apresentaram amplitudes adimensionais
inferiores em comparação com cilindros rígidos lisos. Por outro lado, observou-se que a
configuração com dois graus de liberdade (2 GDL), no canal de maior dimensão,
apresentou maiores amplitudes transversais, com ramos bem definidos, sendo que o
sistema com 2GDL para o CAC maior, com razão de massa igual a 1, exibiu as maiores
amplitudes transversais entre todos os casos testados. |
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