Busca avançada
Ano de início
Entree

Supressão passiva de vibrações induzidas pelo escoamento interno utilizando absorvedores não-lineares de vibração: um estudo numérico, analítico e experimental

Processo: 21/04434-1
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2022
Vigência (Término): 31 de janeiro de 2026
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica - Hidrodinâmica de Navios e Sistemas Oceânicos
Pesquisador responsável:Guilherme Rosa Franzini
Beneficiário:Vitor Schwenck Franco Maciel
Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):22/12546-7 - Contribuições para a modelagem das vibrações induzidas pelo escoamento interno em tubos conduzindo fluido, BE.EP.DD
Assunto(s):Vibrações induzidas por vórtices   Escoamento   Absorvedores de vibrações   Supressão passiva de vibrações
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:absorvedores não-lineares de vibração | Supressão passiva | Tubulações ejetando fluido | Vibrações induzidas pelo escoamento

Resumo

O fenômeno de vibrações induzidas pelo escoamento interno é um dentre muitos problemas de interação fluido-estrutura e está presente em várias aplicações na Engenharia como trocadores de calor, redes de abastecimento de água e na indústria de óleo e gás. Vibrações induzidas pelo escoamento estão em geral associadas à geração de ruído excessivo e falhas mecânicas ocasionadas por excesso de carregamento ou por fadiga, o que as tornam indesejáveis e, portanto, objeto de estudos visando ações mitigadoras. Neste tema, o uso de uma classe de supressores recentemente concebida denominada de absorvedores não-lineares de vibração (NVAs - Non-linear Vibration Absorbers) emerge como uma alternativa promissora. A pesquisa aqui descrita abordará, dos pontos de vista numérico, analítico e experimental, a supressão passiva das vibrações induzidas pelo escoamento interno em um tubo em balanço que ejeta fluido pela sua extremidade livre. O dispositivo a ser utilizado, denominado NVA rotativo, é composto de uma massa conectada à extremidade de uma barra rígida que, por sua vez, acopla-se à estrutura principal (tubo) por meio de uma articulação e um amortecedor rotacional. Os parâmetros que o definem são sua massa, seu raio e sua constante de amortecimento. Para os estudos numéricos e analíticos, um modelo matemático para uma tubulação vertical ejetando fluido acoplada a um NVA rotativo será desenvolvido a partir do princípio estendido de Hamilton. Visando reduzir o número de Graus de Liberdade (GL) do modelo de Ordem Reduzida (MOR), a discretização das equações de movimento será realizada utilizando modos não-lineares de vibração. De posse do MOR, uma análise da sensibilidade da supressão passiva será conduzida considerando os parâmetros que definem o NVA rotativo e também sua posição de instalação ao longo da tubulação. Para tanto, critérios objetivos que permitam avaliar a supressão, assim como a robustez da solução proposta, serão definidos. Para os estudos experimentais, modelos físicos para a tubulação conduzindo fluido e para o NVA rotativo serão concebidos e construídos. A concepção do modelo físico para o NVA rotativo possibilitará a livre alteração de sua massa, raio e constante de amortecimento, assim como de sua posição de instalação. Ao final da pesquisa serão obtidos tabelas, mapas e gráficos mostrando a eficiência da supressão passiva como função dos parâmetros mencionados anteriormente e os resultados numéricos serão correlacionados com aqueles experimentalmente obtidos. Cumpre ressaltar que o problema de supressão passiva aqui abordado, na experiência do autor e do orientador, não foi encontrado na literatura, o que confere caráter inédito à pesquisa aqui proposta. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre a bolsa:
Mais itensMenos itens
Matéria(s) publicada(s) em Outras Mídias ( ):
Mais itensMenos itens
VEICULO: TITULO (DATA)
VEICULO: TITULO (DATA)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
FRANZINI, GUILHERME ROSA; MACIEL, VITOR SCHWENCK FRANCO; VERNIZZI, GUILHERME JORGE; ZULLI, DANIELE. Simultaneous passive suppression and energy harvesting from galloping using a bistable piezoelectric nonlinear energy sink. NONLINEAR DYNAMICS, v. N/A, p. 22-pg., . (21/04434-1, 22/12546-7, 22/00770-0, 22/02995-9)
FRANCO MACIEL, VITOR SCHWENCK; KHEIRI, MOJTABA; FRANZINI, GUILHERME ROSA. Passive suppression of flow-induced vibrations of a cantilevered pipe discharging fluid using non-linear vibration absorbers. INTERNATIONAL JOURNAL OF NON-LINEAR MECHANICS, v. 144, p. 15-pg., . (19/27855-2, 21/04434-1)

Por favor, reporte erros na lista de publicações científicas utilizando este formulário.