Resumo:
Estruturas submersas no escoamento de fluidos, por exemplo, correntes de vento ou
correntes oceânicas, estão sujeitas às Forças Induzidas pelo Escoamento (F.I.E.) e às
Vibrações Induzidas pelo Escoamento (V.I.E.). Tais vibrações podem ser de pequena ou
de grande amplitude, assim como as preocupações sobre a segurança da estrutura sob
efeito de tal fenômeno podem ser leve ou grave. Estas estruturas submersas vibram sob
certa velocidade de um fluido, devido ao desprendimento de vórtices. O presente trabalho
direciona os estudos em problemas relacionados à Vibração Induzida por Vórtices
(V.I.V.) devido ao desprendimento de vórtices a partir de uma estrutura cilíndrica. Sob
certas condições pode ocorrer o lock-in, fenômeno identificado quando a frequência de
desprendimento de vórtices sincroniza-se com a frequência natural do corpo. Há poucos
estudos na literatura caracterizando os modos de desprendimento e a esteira viscosa
formada à jusante de um cilindro circular vibrando com dois graus de liberdade; este fato
caracteriza o objetivo deste estudo. Na presente metodologia, uma versão puramente
Lagrangeana do Método de Vórtices Discretos (M.V.D.) é utilizada para simular
numericamente o escoamento de um fluido viscoso em torno de um cilindro circular
isolado e oscilando forçadamente com até dois graus de liberdade. Um valor elevado para o número de Reynolds Re= 10⁵ , baseado na velocidade do escoamento incidente e no diâmetro do cilindro, é assumido para todas as simulações realizadas. O comportamento do sistema dinâmico acoplado pela interação fluido-estrutura é analisado para investigar o fenômeno de atrelagem síncrona, bem como modos de sincronização e de competição na formação de vórtices para um cilindro oscilando nessas condições.
