Corpos Não-Fuselados

Transcrição

1 Escoamentos com esteiras de grandes dimensões (ordem de grandeza da dimensão transversal do corpo), com alterações significativas do escoamento relativamente à situação de fluido perfeito (elevados δ * ) dando origem a uma força de resistência de pressão (forma) elevada

2 Esteira de grandes dimensões está relacionada com a forma do corpo (cilindro, esfera) e com a orientação do escoamento de aproximação (placa plana, asa)

3 Aerodinâmica Esteira próxima com velocidade baixa e pressão aproximadamente constante inferior à estática a infinito Esteira afastada com vórtices de circulação simétrica em duas filas paralelas desfasadas de meio comprimento de onda: Estrada de von Kármán Libertação de vórtices (vortex shedding) implica escoamento não permanente (não estacionário) e pode conduzir a problemas de vibração

4 Exemplos de escoamentos com libertação de vórtices em cilindros e perfis

5 Cilindro é das formas mais estudadas experimentalmente e numericamente

6 Escoamento em torno de um cilindro a baixos números de Reynolds é permamente (estacionário) = 9,6 R e

7 Escoamento em torno de um cilindro a baixos números de Reynolds é permamente (estacionário) =13,1 R e

8 Escoamento em torno de um cilindro a baixos números de Reynolds é permamente (estacionário) = 26 R e

9 Escoamento em torno de um cilindro a baixos números de Reynolds é permamente (estacionário) = 30,2 R e

10 Escoamento em torno de um cilindro a baixos números de Reynolds é permamente (estacionário) = 41 R e

11 Aumento do número de Reynolds instabiliza a esteira

12 Aumento do número de Reynolds instabiliza a esteira

13 Aumento do número de Reynolds instabiliza a esteira

14 Aumento do número de Reynolds instabiliza a esteira = 2000 R e

15 Aumento do número de Reynolds instabiliza a esteira = R e

16 Esteira próxima é caracterizada por uma velocidade do escoamento muito baixa e por uma pressão de base aproximadamente constante e menor que a pressão estática do escoamento não perturbado (a infinito) r U p b b 0 const. < p

17 Esteira afastada dominada pela libertação de vórtices (vortex shedding) Instabilização da esteira próxima está na origem deste fenómeno

18 Libertação de vórtices pode conduzir a problemas de vibração. Frequência de libertação de vórtices, f, é determinada pelo número de Strouhal, S r fd V d S F = r = = V ν F( R e )

19 Influência do número de Reynolds no coeficiente de resistência, C D, e no número de Strouhal, S, está relacionada com a ocorrência de transição da camada limite a regime turbulento antes da separação Separação laminar/transição/recolamento /Separação turbulento Separação turbulento Separação laminar

20 Libertação de vórtices origina forças oscilatórias de sustentação e resistência que podem induzir vibrações

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27 Modelos físicos para estudar problemas devido à libertação de vórtices

28 Modelos numéricos para estudar problemas devido à libertação de vórtices

29 Dispositivos para evitar problemas devido à libertação de vórtices

30 Dispositivos para evitar problemas devido à libertação de vórtices