Estudo numérico da vibração induzida por vórtices em um corpo cilíndrico.

Abstract

Agradeço à minha família pelo incondicional apoio às minhas decisões e por acreditar no meu potencial, principalmente ao meu pai Luiz e minha mãe Vânia, por sempre incentivarem à busca pela educação e pelo conhecimento e por proporcionarem as condições necessárias para que este objetivo sempre fosse alcançado. À minha irmã por sempre aturar seu irmão mala em todos os momentos e ter se encorajado a buscar o mesmo caminho. À minha tia Maria e meus primos Matheus e Pedro por terem sido minha segunda família no tempo que estive em São Paulo. Aos meus colegas da Multicorpos por terem me apresentado o mundo da simulação numérica e por acreditarem no meu potencial quando ainda um recém-formado. À ESSS por ter disponibilizado os recursos necessários para que a minha dissertação pudesse ser realizada e aos meus novos colegas por todo o companheirismo nesta etapa da minha vida no Rio de Janeiro. Aos meus amigos por uma amizade de tão longa e verdadeira que ainda perdura, apesar das distâncias físicas que nos separam. Ao meu orientador, Professor Fabio Saltara por ter aceitado um desconhecido na primeira vez que eu bati à sua porta e pelo apoio durante o desenvolvimento deste trabalho. E finalmente à minha avó Julia por ter me ensinado muitas coisas que não se aprendem nas escolas e que compõem muito do que sou hoje. RESUMO Este trabalho tem por objetivo estudar através de simulações numéricas a interação fluido-estrutura de um escoamento ao redor de um cilindro livre para vibrar na direção transversal do escoamento, com o objetivo de compreender melhor o fenômeno muito recorrente em estruturas oceânicas, principalmente os dutos de extração de petróleo, chamados risers. A condição a ser estudada é a de escoamento com número de Reynolds igual a 10000, em um cilindro com parâmetro de massa igual a 3,3 e de amortecimento igual a 0,0026. Nestas condições, diversos modelos serão criados para representar toda a faixa de velocidades reduzidas em que ocorre o fenômeno de sincronização. Estes parâmetros foram escolhidos devido à presença de dados experimentais para o comparativo entre as simulações e os dados experimentais, que será apresentado ao final do trabalho. Resultados como a média do coeficiente de arrasto e o RMS do coeficiente de sustentação também serão comparados com dados experimentais disponíveis na literatura e uma análise dos perfis de escoamento na região da esteira é feita para a identificação de padrões recorrentes nestes tipos de caso.