Determinação experimental da camada limite turbulenta perturbada por uma ruga

Resumo

Camadas limites turbulentas sobre paredes planas na presença de uma ruga são frequentemente encontradas na natureza e na indústria. Alguns exemplos são os escoamentos de ar sobre rugas e dunas no deserto, e também escoamentos de água sobre dunas aquáticas dentro de um duto fechado. A perturbação de uma camada limite bidimensional por uma ruga introduz novas escalas no problema, alterando a maneira na qual as velocidades e as tensões são distribuídas ao longo do escoamento. Na presença de transporte de sedimentos, a distribuição de tensões ao longo da ruga está fortemente relacionada com as instabilidades do leito. Esta dissertação consistirá em um estudo experimental da perturbação por uma ruga bidimensional de uma camada limite turbulenta totalmente desenvolvida. Nos experimentos, escoamentos de água serão impostos sobre uma ruga afixada na parede inferior de um canal fechado, e o campo de velocidades será medido pela técnica PIV - Velocimetria por Imagem de Partículas. A partir das medidas instantâneas do escoamento, campos médios e de flutuações serão calculados. Os campos de velocidades e tensões serão comparados a expressões analíticas existentes na literatura (ou eventualmente desenvolvidas ao curso desta dissertação) e a tensão de cisalhamento na superfície da ruga será analisada em termos de instabilidade de um leito granular. Esta proposta de dissertação foi aprovada como item orçamentário do Projeto Jovem Pesquisador Nº 2012/19562-6.