Oscilações de Grandes Amplitudes num Corpo que se Move com Velocidade Constante.

Abstract

Este trabalho analisa o escoamento de um fluido Newtoniano com propriedades constantes ao redor de um corpo oscilante que se move com velocidade constante. A oscilação do corpo é perpendicular à direção do escoamento. São apresentados resultados referentes à análise da influência da frequência e da amplitude de oscilação de um cilindro circular sobre o cálculo das cargas aerodinâmicas e sobre o número de Strouhal. A simulação numérica é realizada utilizando-se o Método de Vórtices Discretos. Para cada incremento de tempo da simulação, um número de vórtices discretos de Lamb é gerado próximo à superfície do corpo; a intensidade dos vórtices nascentes é calculada para satisfazer a condição de escorregamento nulo. As cargas aerodinâmicas são calculadas utilizando uma formulação integral derivada de uma equação de Poisson para a pressão. Três tipos de regimes de escoamento são identificados durante um aumento na frequência de oscilação do corpo. O primeiro tipo é observado para baixas frequências de oscilação do corpo; nesta situação o número de Strouhal permanece quase constante correspondendo ao número de Strouhal de um corpo sem oscilação. O segundo tipo corresponde a um regime de transição, onde aparentemente a frequência de emissão de vórtices não correlaciona com a frequência de oscilação do corpo. Finalmente para altas frequências de oscilação do corpo a frequência de emissão de vórtices coincide com a frequência de oscilação do corpo denominada de frequência de “lock-in”.