Vibraciones inducidas
Introducción
En dinámica de fluidos, las vibraciones inducidas por vórtices (VIV) son movimientos inducidos en cuerpos que interactúan con un flujo de fluido externo, producidos por, o el movimiento que produce, irregularidades periódicas en este flujo.
Un ejemplo clásico es el VIV de un cilindro submarino. Cómo sucede esto se puede ver poniendo un cilindro en el agua (una piscina o incluso un cubo) y moviéndolo a través del agua en dirección perpendicular a su eje. Como los fluidos reales siempre presentan cierta viscosidad, el flujo alrededor del cilindro se verá frenado mientras esté en contacto con su superficie, formando la llamada capa límite. En algún momento, sin embargo, esa capa puede separarse del cuerpo debido a su excesiva curvatura. Se forma entonces un vórtice que modifica la distribución de presiones a lo largo de la superficie. Cuando el vórtice no se forma simétricamente alrededor del cuerpo (con respecto a su plano medio), se desarrollan diferentes sustentación|fuerzas de sustentación]] en cada lado del cuerpo, lo que provoca un movimiento transversal al flujo. Este movimiento cambia la naturaleza de la formación del vórtice de tal manera que conduce a una amplitud de movimiento limitada (diferente, de lo que se esperaría en un caso típico de resonancia). Este proceso se repite entonces hasta que el caudal cambia sustancialmente.
El VIV se manifiesta en muchas ramas diferentes de la ingeniería, desde cables hasta conjuntos de tubos de intercambiador de calor. También se tiene muy en cuenta en el diseño de estructuras oceánicas. Así pues, el estudio de la VIV forma parte de muchas disciplinas, incorporando la mecánica de fluidos, la mecánica estructural"), las vibracioness, la dinámica de fluidos computacional (CFD), la acústica, la estadística y los materiales inteligentess.
Motivación
Contenido
Se producen en muchas situaciones de ingeniería, como puentes, chimeneas, líneas de transmisión, superficies de control de aeronaves, estructuras en alta mar, termopozos, motores, intercambiadores de calor, cables marinos, cables remolcados, tuberías verticales de perforación y producción en la producción de petróleo, cables de amarre, estructuras amarradas, estructuras atadas, cascos de boyas y pértigas, tuberías, tendido de cables, miembros de estructuras encamisadas y otras aplicaciones hidrodinámicas e hidroacústicas.[2] El interés más reciente por los elementos cilíndricos largos[3] en el agua se deriva del desarrollo de recursos de hidrocarburos a profundidades de 1000 m o más. Véase también[4] y.[5].