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Estudo numérico de vibrações induzidas por interferência de esteira e efeito de rugosidade no arranjo de dois cilindros alinhados

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dc.creator GAVA FILHO, Victor Hugo
dc.date.issued 2026-07-06
dc.identifier.citation GAVA FILHO, Victor Hugo. Estudo numérico de vibrações induzidas por interferência de esteira e efeito de rugosidade no arranjo de dois cilindros alinhados. 2026. 145 f. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2026. pt_BR
dc.identifier.uri https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4471
dc.description.abstract A purely Lagrangian Discrete Vortex Method (DVM) with a roughness model is employed to numerically simulate the two-dimensional, incompressible, unsteady flow around two tandem circular cylinders of equal diameter immersed in an incident flow. The downstream cylinder is located in the wake interference region of the upstream one for streamwise center-to-center distance between two cylinders of L=5D (D is the cylinder diameter). The streamwise spacing ratio L/D=5 is greater than the critical spacing L/D=4, the latter characterizes the known bistable flow for two immovable cylinders, where two values of drag coefficient are identified for two different flow patterns; namely, reattachment-flow and jump-flow regimes for the downstream cylinder. In this work, the downstream cylinder is forced to vibrate transversely in the wake of another fixed tandem cylinder aiming to investigate a regime of Wake-Induced Vibration (WIV) at Re=6.5 x 104. The literature has reported that WIV is a phenomenon resulting from the interaction between the incoming wake and the downstream flexible structure, in which the downstream cylinder vibrates significantly over a wide range of reduced velocities and, additionally, the cross-flow fluid force is not in phase with the body’s motion. The non-dimensionalized vibration amplitude is fixed at A/D=0.15 and the reduced velocity is adopted as VR=5. The phenomenon of WIV appears combined with a resonant regime, in which the downstream cylinder vibrates at the resonant velocity similar to the Vortex-Induced Vibration (VIV) of a single cylinder. For the streamwise spacing ratio of L/D=5, the individual resonant regime is captured for both smooth surfaces. The main contribution of the present research is to show that the variation of downstream cylinder roughness desynchronizes the VIV and WIV regimes, and also promotes transition between them. pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.publisher Universidade Federal de Itajubá pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.subject Cilindros circulares pt_BR
dc.subject Vibração por interferência de esteira pt_BR
dc.subject Vibração forçada pt_BR
dc.subject Efeito de rugosidade pt_BR
dc.subject Cargas fluidodinâmica pt_BR
dc.subject Dinâmica lagrangiana pt_BR
dc.title Estudo numérico de vibrações induzidas por interferência de esteira e efeito de rugosidade no arranjo de dois cilindros alinhados pt_BR
dc.type Dissertação pt_BR
dc.date.available 2026-09-10
dc.date.available 2026-09-10T13:03:25Z
dc.date.accessioned 2026-09-10T13:03:25Z
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/2471473999804290 pt_BR
dc.contributor.advisor1 PEREIRA, Luiz Antonio Alcântara
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/4661027552048116 pt_BR
dc.description.resumo Uma versão puramente lagrangiana do Método de Vórtices Discretos (MVD) com modelo de rugosidade é aplicada para a simulação numérica do escoamento bidimensional, incompressível e em regime não permanente ao redor de um par de cilindros idênticos alinhados com o escoamento incidente. O cilindro a jusante é posicionado na região da esteira do cilindro a montante para espaçamento centro a centro entre os dois cilindros de L=5D (D é o diâmetro do cilindro). Este espaçamento é maior do que o espaçamento crítico de L/D=4, conhecido como regime biestável para dois cilindros imóveis, onde dois valores de coeficiente de arrasto são identificados para dois padrões de escoamento diferentes, isto é, escoamento com recolamento de camada limite no cilindro a jusante e escoamento com descontinuidade na curva do coeficiente de arrasto do mesmo cilindro (mudança de um valor negativo para um valor positivo). Neste trabalho, o cilindro a jusante é forçado a oscilar na direção transversal imerso na esteira do cilindro estacionário a montante para investigar o regime de Vibração por Interferência de Esteira (WIV) com número de Reynolds Re=6,5 x 104. WIV é um fenômeno resultante da interação entre a esteira do cilindro a montante e a estrutura flexível a jusante, tal que o cilindro vibra sobre uma ampla faixa de velocidade e, adicionalmente, a força de sustentação não está sincronizada com o movimento do corpo. A amplitude de oscilação é fixada em A/D=0,15 e a velocidade reduzida é adotada como VR=5. O fenômeno de WIV aparece combinado com um regime de ressonância, onde o cilindro apresenta comportamento típico de lock-in de cilindro único. Para L/D=5, o regime de ressonância é capturado de forma individual sem incluir efeitos de rugosidade. A principal contribuição do presente trabalho é mostrar que uma variação no efeito de rugosidade da superfície do cilindro a jusante dessincroniza os regimes de VIV e WIV, e também promove transição entre eles. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department IEM - Instituto de Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.program Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Mecânica pt_BR
dc.publisher.initials UNIFEI pt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA pt_BR


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