Estudo da estabilidade secundária da esteira de um cilindro em oscilação forçada (2010)
- Authors:
- Autor USP: GIORIA, RAFAEL DOS SANTOS - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: ESTABILIDADE (ANÁLISE); MECÂNICA DOS FLUÍDOS COMPUTACIONAL; DINÂMICA DOS FLUÍDOS
- Language: Português
- Abstract: Esta tese apresenta o estudo da transição para um escoamento tridimensional da esteira de um cilindro oscilando. Esta é a transição secundária do escoamento ao redor de um cilindro, sendo a primária a própria esteira de von Kármán. A investigação é realizada na mesma faixa de número de Reynolds (Re) que ocorre a transição da esteira de um cilindro fixo: 200 \2264 Re \2264 400. O estudo envolve simulações numéricas diretas bi- e tridimensionais do escoamento incompressível ao redor de um cilindro oscilando usando o método dos elementos espectrais. A transição também é analisada através do estudo de estabilidade linear do escoamento. O método de Gaston Floquet é adequado para a análise de estabilidade a perturbações tridimensionais devido à periodicidade característica da esteira de von Kármán. Além disto, o método é mais geral e não é aplicado somente a equações autônomas com soluções periódicas: ele também pode ser usado em análises cujo campo base é estacionário como a análise da transição primária da esteira de um cilindro. Mostra-se que a transição da esteira para tridimensionalidade é influenciada pela oscilação do cilindro. As oscilações podem atrasar a transição quando em amplitudes baixas e com escoamento a um número de Reynolds até 260. Em outros casos, a transição é similar à observada no escoamento ao redor um cilindro fixo. Além disso, quando há mudança de padrões de desprendimento de vórtices devido às oscilações, desencadeiam-se modos instáveisdiferentes dos observados na esteira de um cilindro fixo. A comparação dos resultados da análise de estabilidade de Floquet com simulações numéricas diretas e experimentos publicados mostra na maioria dos casos que, apesar de ser uma análise de estabilidade linear, muitas características da análise persistem além do limiar de estabilidade. ) As situações com discrepâncias são identificadas nesta tese, como padrão de desprendimento diferentes em simulações bi- e tridimensionais na mesma situação. As causa das discrepâncias são estudadas através das simulações numéricas diretas e considerações sobre o sistema linearizado e a abrangência da análise de estabilidade. Em adição, mostra-se que há um limiar de amplitude de oscilação acima do qual a dinâmica da esteira, e portanto a transição secundária, é afetada. Abaixo deste limiar, retoma-se o comportamento do escoamento ao redor de um cilindro fixo
- Imprenta:
- Data da defesa: 15.03.2010
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ABNT
GIORIA, Rafael dos Santos. Estudo da estabilidade secundária da esteira de um cilindro em oscilação forçada. 2010. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2010. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-11082010-123926/. Acesso em: 19 abr. 2024. -
APA
Gioria, R. dos S. (2010). Estudo da estabilidade secundária da esteira de um cilindro em oscilação forçada (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-11082010-123926/ -
NLM
Gioria R dos S. Estudo da estabilidade secundária da esteira de um cilindro em oscilação forçada [Internet]. 2010 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-11082010-123926/ -
Vancouver
Gioria R dos S. Estudo da estabilidade secundária da esteira de um cilindro em oscilação forçada [Internet]. 2010 ;[citado 2024 abr. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3150/tde-11082010-123926/ - Linear instability of low Reynolds number massively separated flow around three NACA airfoils
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