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.

Two-degree-of-freedom vortex-induced vibration of circular cylinders with very low aspect ratio and small mass ratio

The investigation of vortex-induced vibration on very short cylinders with two degrees of freedom has drawn the attention of a large number of researchers. Some investigations on such a problem are carried out in order to have a better understanding of the physics involved in vortex-induced motions of floating bodies such as offshore platforms. In this paper, experiments were carried out in a recirculating water channel over the range of Reynolds number 6000

One and two degrees-of-freedom Vortex-Induced Vibration experiments with yawed cylinders

Vortex-Induced Vibration (VIV) experiments were carried out with yawed cylinders. The purpose was to investigate the validity of the Independence Principle (IP) for properly describing the flow characteristics and the dynamics of structures subjected to oblique flow. Five yaw angles in relation to the direction perpendicular to the free stream velocity were tested, namely View the MathML sourceθ=0°,10°,20°,30° and 45°. Both the upstream and downstream orientations were tested. The models were mounted on a leaf spring apparatus that allows experiments with one or two degrees of freedom. The Reynolds numbers based on the component normal to the cylinder axis fell in the interval 3×103

The role of wake stiffness on the wake-induced vibration of the downstream cylinder of a tandem pair

When a pair of tandem cylinders is immersed in a flow the downstream cylinder can be excited into wake-induced vibrations (WIV) due to the interaction with vortices coming from the upstream cylinder. Assi, Bearman & Meneghini ( J. Fluid Mech. , vol. 661, 2010, pp. 365–401) concluded that the WIV excitation mechanism has its origin in the unsteady vortex–structure interaction encountered by the cylinder as it oscillates across the wake. In the present paper we investigate how the cylinder responds to that excitation, characterising the amplitude and frequency of response and its dependency on other parameters of the system. We introduce the concept of wake stiffness , a fluid dynamic effect that can be associated, to a first approximation, with a linear spring with stiffness proportional to Re and to the steady lift force occurring for staggered cylinders. By a series of experiments with a cylinder mounted on a base without springs we verify that such wake stiffness is not only strong enough to sustain oscillatory motion, but can also dominate over the structural stiffness of the system. We conclude that while unsteady vortex–structure interactions provide the energy input to sustain the vibrations, it is the wake stiffness phenomenon that defines the character of the WIV response

Two-degree-of-freedom vortex-induced vibration of circular cylinders with very low aspect ratio and small mass ratio

The investigation of vortex-induced vibration on very short cylinders with two degrees of freedom has drawn the attention of a large number of researchers. Some investigations on such a problem are carried out in order to have a better understanding of the physics involved in vortex-induced motions of floating bodies such as offshore platforms. In this paper, experiments were carried out in a recirculating water channel over the range of Reynolds number 6000

Os vértices marginais de vocações universais: as relações entre a França e o Brasil de 1945 a nossos dias

O artigo se propõe a analisar as relações entre o Brasil e a França desde o final da Segunda Guerra Mundial até o presente. Para isso, o autor divide a história da relação entre os dois países em três blocos assim denominados: 1) a parceria bloqueada (1945 - 64); 2) a negligência cordial (1963 - 95); e 3) a parceria possível (1990 - 2000).

Separação de dados hiperespectrais baseada na análise de vértices de um simplex

Os sensores hiperespectrais que estão a ser desenvolvidos para aplicações em detecção remota, produzem uma elevada quantidade de dados. Tal quantidade de dados obriga a que as ferramentas de análise e processamento sejam eficientes e tenham baixa complexidade computacional. Uma tarefa importante na detecção remota é a determinação das substâncias presentes numa imagem hiperespectral e quais as suas concentrações. Neste contexto, Vertex component analysis (VCA), é um método não-supervisionado recentemente proposto que é eficiente e tem a complexidade computacional mais baixa de todos os métodos conhecidos. Este método baseia-se no facto de os vértices do simplex corresponderem às assinaturas dos elementos presentes nos dados. O VCA projecta os dados em direcções ortogonais ao subespaço gerado pelas assinaturas das substâncias já encontradas, correspondendo o extremo desta projecção à assinatura da nova substância encontrada. Nesta comunicação apresentam-se várias optimizações ao VCA nomeadamente: 1) a introdução de um método de inferência do sub-espaço de sinal que permite para além de reduzir a dimensionalidade dos dados, também permite estimar o número de substâncias presentes. 2) projeção dos dados é executada em várias direcções para garantir maior robustez em situações de baixa relação sinal-ruído. As potencialidades desta técnica são ilustradas num conjunto de experiências com dados simulados e reais, estes últimos adquiridos pela plataforma AVIRIS.

Estudo numérico do fenómeno de vibração induzida por vórtices num cilindro com 1 grau de liberdade em OpenFoam

Esta dissertação tem o intuito de validar o código numérico OpenFoam para problemas de fenómeno de vibração induzida por desprendimento de vórtices num cilindro circular com um grau de liberdade transversal ao escoamento. Na primeira parte é simulado o escoamento em torno de um cilindro circular fixo, e na segunda parte o escoamento em torno do cilindro oscilatório. O número de Reynolds é 200 para todas as simulações e o movimento do cilindro é descrito segundo um sistema massa-mola e massa-mola-amortecedor. Para o movimento do cilindro utilizou-se o solver sixDoFRigidDisplacement e para a resolução de problemas de malha móvel o solver displacementLaplacian. O código numérico utilizado para o caso do cilindro fixo foi pimpleFoam e para o caso do cilindro oscilatório o pimpleDyMFoam. As simulações foram feitas através da resolução das equações de Navier-Stokes num domínio computacional bidimensional. Na simulação do escoamento em redor do cilindro fixo, os coeficientes de arrasto e sustentação e o número de Strouhal foram calculados e comparados com resultados da literatura. Os resultados estão próximos da realidade, no entanto observa-se que a dimensão da malha é muito importante para a precisão dos mesmos. Na simulação do escoamento em torno do cilindro oscilatório foram calculados os coeficientes de arrasto e sustentação e deslocamento do cilindro, para os sistemas massa-mola e massa-mola-amortecedor. Para os dois sistemas foi apresentada e comparada a evolução destes resultados em função da velocidade reduzida e por fim foram comparados. Observa-se que o fator de amortecimento afeta as respostas do cilindro, dependo da velocidade reduzida. Os resultados obtidos em ambos os estudos foram satisfatórios e conclui-se que o código OpenFoam é uma boa ferramenta para resolver problemas com o fenómeno de vibração induzida por vórtices.

Novos fluídos electroreológicos. Nanofibras de Polianilina dopadas com ácido canforsulfónico

A existência de um Efeito Electroreológico (ER) constata-se quando se verifica uma variação acentuada das propriedades reológicas induzidas pelas presença de um campo electrico numa amostra. Este fenómeno é tipico mas não exclusivamente observado em suspensões de particulas polarizáveis. Neste trabalho levou-se a cabo o estudo do efeito electroreológico de uma suspensão, em óleo de silicone, de nanofibras de polianilina (PANI) dopadas com ácido canforsulfónico (CSA). Foram preparadas soluções poliméricas com diferentes concentrações de nanofibras (1 e 2 % p/p) em dois óleos de silicone de diferentes viscosidades, 20 e 50 cSt. O estudo das propriedades electroreológicas foi efectuado tanto em regime estacionário, com a taxa de corte a variar entre 0.01 e 1000 s-1, como em regime oscilatório, com a frequência angular a variar entre 0.1 e 20 Hz, ambos na presença de campos eléctricos com intensidades até 2kV.mm-1 e à temperatura ambiente. As suspensões de nanofibras de polianilina dopadas com ácido canforsulfónico dispersas em óleo de silicone apresentam um efeito electroreológico intenso, visivel através de um aumento superior a 2 décadas no valor da viscosidade para baixas taxas de corte e valores elevados de campo eléctrico, demonstrando assim a sua potencialidade como material inteligente .

Avaliação agronômica do suporte sólido capilar para fertilizantes fluídos: II. Aplicação de micronutrientes

A aplicação de micronutrientes no solo de maneira homogênea e com o mínimo de contato com as partículas sólidas do solo, pode aumentar sua eficiência agronômica. Armazenar uma solução de fertilizantes num meio sólido poroso, que é utilizado como veículo na aplicação, alia grande uniformidade e pouco contato com o solo. Como meio poroso utilizou-se o Suporte Sólido Capilar para Fertilizantes Fluídos (SC), que consiste de um cilindro de gesso (CaSO4 • 2H(2)0) compactado, desenvolvido em caráter experimental pela ULTRAFÉRTIL. O SC mostrou-se eficiente no fornecimento de micronutrientes via solo, proporcionando produções iguais ou superiores, em relação à aplicação direta no solo.

Suporte sólido capilar para fertilizantes fluídos: I. Ensaio de efeito residual

Procurou-se avaliar o comportamento agronômico do Suporte Solido Capilar para Fertilizantes Fluídos (SC), que é um produto fertilizante experimental desenvolvido pela ULTRAFÉRTIL com comportamento potencial de Fertilizante de Solubilização Lenta. Procurou-se avaliar seu efeito sobre as plantas e sobre os solos além de compará-lo com fertilizantes convencionais, através de um ensaio de efeito residual. O SC não se comportou como Fertilizante de Solubilizaçao Lenta, igualando-se aos outros tratamentos. O K quando aplicado via SC é melhor aproveitado pelas plantas e a presença do SC no solo provoca variações nos teores de P, Ca e S - SO4-2 no solo.

Uma contribuição à saúde dos trabalhadores: um guia sobre exposição aos fluídos biológicos

Os trabalhadores da saúde estão expostos a riscos ocupacionais no seu ambiente de trabalho, destacando-se, dentre eles, o risco biológico. A conduta esperada do trabalhador após esta exposição deve ser definida e orientada, para que medidas preventivas possam ser adotadas. Assim, pretende-se com este guia fornecer subsídios para a conduta dos trabalhadores em relação à exposição biológica, contribuindo para a adesão ao protocolo de monitoramento.

Propuesta didáctica el uso de experimentos demostrativos y la contextualización de conceptos como una ayuda a la construcción del conocimiento en los temas de mecánica de fluídos y calor [por] José Antonio Matta Garza

Tesis (Maestría en la Enseñanza de las Ciencias con Especialidad en Física) U.A.N.L.

Mecánica de sólidos y de fluídos. Física I.

El libro está dividido en ocho unidades didácticas, en las cuales se aborda el estudio de los siguientes temas: 1. Conceptos fundamentales, cálculo vectorial y teoría de campos, 2. Cinemática, 3. Dinámica del punto material, 4. Geometría de masas, 5. Estática, 6. Dinámica del sólido rígido, 7. Mecánica del sólido reformable y 8. Mecánica de fluídos.