Estudo experimental do fenômeno de vibração induzida por vórtices em cilindro rígido livre para oscilar com dois graus de liberdade.

O fenômeno de vibração induzida por vórtices (VIV) é um problema fundamental dentro da Mecânica dos Fluidos e um exemplo importante de interação fluido-estrutura. Esta tese investiga fenômeno de VIV quando um cilindro rígido, submetido a escoamento uniforme, está livre para oscilar na direção transversal e alinhada com a corrente incidente. A tese foi estruturada ao redor de sete perguntas relacionadas ao fenômeno de VIV: 1) O fenômeno e os resultados experimentais são repetitivos? 2) Como ocorre a transição entre ramos de resposta? 3) Qual é o papel da inércia da estrutura oscilante? 4) Qual é o papel de sua rigidez? 5) Quais são as frequências naturais mais importantes da estrutura? 6) Quais padrões de esteira se desenvolvem para VIV com dois graus de liberdade? 7) Quais são os efeitos do movimento na direção alinhada com a corrente no processo de formação e desprendimento de vórtices? O fenômeno de VIV é estudado de maneira experimental em uma base elástica pendular capaz de oscilar com o mesmo momento de inércia e frequência natural nas duas direções. Os experimentos de VIV foram realizados em canal de água recirculante e com diferentes condições de inércia e rigidez. A técnica de velocimetria por imagem de partículas foi usada e permitiu identificar diferentes padrões de esteira de vórtices. Verificou-se que o VIV é repetitivo a nível de amplitudes médias e frequências dominantes. A transição dos ramos pode ocorrer de maneira intermitente ou com histerese. Os parâmetros de inércia e rigidez da estrutura são capazes de mudar o regime de oscilação e, para algumas condições, suprimir as vibrações alinhadas com a corrente. Dentre os padrões de esteira observados, um deles não havia sido relatado na literatura e é definido nesta tese. O novo modo de emissão apresenta dois vórtices com circulação oposta e elevada intensidade emitidos por ciclo. A influência da direção alinhada com o escoamento está relacionada a dois efeitos: a velocidade relativa entre o cilindro e o fluido, responsável pelo aumento da circulação dos vórtices na esteira, e o ângulo de fase do movimento nas direções alinhada e transversal, capaz de mudar o processo de formação dos vórtices.

Análise da abrangência de modelo modificado para mancais curtos com deformação.

Este trabalho apresenta uma discussão sobre o estudo dos efeitos térmicos e elásticos decorrentes da pressão de sustentação presentes nos mancais. Para tanto, propõe-se um modelo matemático baseado nas equações para mancais curtos considerando a região de cavitação e utilizando o princípio da continuidade de massa. Com isto, deduzem-se as equações para o mancal a partir das equações de Reynolds e da energia, aplicando uma solução modificada para a solução de Ocvirk, sendo as equações resolvidas numericamente pelo Método das Diferenças Finitas. Somado o tratamento de mecânica dos fluidos, o trabalho discute dois modelos térmicos de previsão de temperatura média do fluido e sua influência no campo de pressão, apresentando gráficos representativos do campo de pressão e de temperatura, assim como as diferenças e implicações das diferenças. Para o cálculo de deformação da estrutura, utiliza-se um Modelo de Elementos Finitos para uma dada geometria, fazendo-se uma avaliação da variação do campo de pressão e o quanto essa diferença afeta as demais propriedades do fluido. Por fim, com o modelo completo, calcula-se o quanto esse modelamento para mancais curtos se aproxima de soluções para mancais finitos, com base em resultados da literatura, chegando a desvios quase oito vezes menores que os previstos pela literatura. Além disso, pode-se estabelecer a abrangência do modelo, ou seja, prever as condições em que suas propriedades são válidas e podem ser utilizadas para estudos iniciais.

Bubble Growth From First Principles

We consider the simplest relevant problem in the foaming of molten plastics, the growth of a single bubble in a sea of highly viscous Newtonian fluid, and without interference from other bubbles. This simplest problem has defied accurate solution from first principles. Despite plenty of research on foaming, classical approaches from first principles have neglected the temperature rise in the surrounding fluid, and we find that this oversimplification greatly accelerates bubble growth prediction. We use a transport phenomena approach to analyze the growth of a solitary bubble, expanding under its own pressure. We consider a bubble of ideal gas growing without the accelerating contribution from mass transfer into the bubble. We explore the roles of viscous forces, fluid inertia, and viscous dissipation. We find that bubble growth depends upon the nucleus radius and nucleus pressure. We begin with a detailed examination of the classical approaches (thermodynamics without viscous heating). Our failure to fit experimental data with these classical approaches, sets up the second part of our paper, a novel exploration of the essential decelerating role of viscous heating. We explore both isothermal and adiabatic bubble expansion, and also the decelerating role of surface tension. The adiabatic analysis accounts for the slight deceleration due to the cooling of the expanding gas, which depends on gas polyatomicity. We also explore the pressure profile, and the components of the extra stress tensor, in the fluid surrounding the growing bubble. These stresses can eventually be frozen into foamed plastics. We find that our new theory compares well with measured bubble behavior.

(Table 1) Summary of maximum clast size and bed thickness of ODP Leg 126 samples

Subaerial debris flows, with water contents ranging from as little as 10 wt% up to no more than about 25 wt% (Pierson, 1986; Pierson and Costa, 1987), are non-Newtonian fluids that move as fairly coherent masses with yield strength (owing to bulk densities and viscosity that are much greater than those of clear water), which enables them to suspend and transport large clasts. Their flow behavior is thought to be predominantly laminar, although the relative importance of laminar and turbulent flow has not been established and is debatable. They leave deposits (debrites) that are characteristically poorly sorted with large clasts in their middle portions and commonly protruding from their tops. Although generally ungraded or normally graded in their upper portions, many have centimeter- to decimeter-thick inversely graded basal zones (Arguden and Rodolfo, 1990, doi:10.1130/0016-7606(1990)102<0865:SADDBH>2.3.CO;2).

Chemical evolution and estimated flow velocity of water in the Trinity aquifer, south-central Texas /

Shipping list no.: 98-0242-P.

An assessment of the potential impact of combustion research on internal combustion engine emissions and fuel consumption. Final report.

National Highway Traffic Safety Administration, Office of Research and Development, Washington, D.C.

Fish screen head loss, perforated 16-gage steel plate (5/32-inch holes staggered on 7/32-inch centers) versus 5-mesh, 19-gage galvanized wire, Tracy Pumping Plant intake, Central Valley Project /

Mode of access: Internet.

The motion of a floating sphere in surface waves /

Mode of access: Internet.

Pressure gradient effects on supersonic boundary layer turbulence : final report /

"Carried out by the Fluid Mechanics Section of the Aeronutronic Division of the Ford Aerospace & Communications Corporation."

Technology of missile science.

"Contract no. AF 33(608)-642."

Outflow hydrograph resulting from sudden release of ponded water through a large opening /

Mode of access: Internet.

A treatise on hydrostatics and pneumatics.

With notes by Benjamin F. Joslin.

The elements of hydrostatics and hydrodynamics.

Mode of access: Internet.

An elementary treatise on hydromechanics, with numerous examples.

Mode of access: Internet.

On the inverse parabolicity of pdf equations in turbulent flows

The focus of the present work is the well-known feature of the probability density function (PDF) transport equations in turbulent flows-the inverse parabolicity of the equations. While it is quite common in fluid mechanics to interpret equations with direct (forward-time) parabolicity as diffusive (or as a combination of diffusion, convection and reaction), the possibility of a similar interpretation for equations with inverse parabolicity is not clear. According to Einstein's point of view, a diffusion process is associated with the random walk of some physical or imaginary particles, which can be modelled by a Markov diffusion process. In the present paper it is shown that the Markov diffusion process directly associated with the PDF equation represents a reasonable model for dealing with the PDFs of scalars but it significantly underestimates the diffusion rate required to simulate turbulent dispersion when the velocity components are considered.