Vibrações induzidas
Introdução
Em geral
Na dinâmica de fluidos, vibrações induzidas por vórtices (VIV) são movimentos induzidos em corpos interagindo com um fluxo de fluido externo, produzido por, ou movimento que produz, irregularidades periódicas neste fluxo.
Um exemplo clássico é o VIV de um cilindro submarino. Como isso acontece pode ser visto colocando um cilindro na água (uma piscina ou mesmo um balde) e movendo-o através da água em uma direção perpendicular ao seu eixo. Como os fluidos reais sempre apresentam uma certa viscosidade, o fluxo ao redor do cilindro será desacelerado enquanto ele estiver em contato com sua superfície, formando a chamada camada limite. Em algum momento, porém, essa camada pode se separar do corpo devido à sua curvatura excessiva. Forma-se então um vórtice que modifica a distribuição de pressão ao longo da superfície. Quando o vórtice não se forma simetricamente ao redor do corpo (em relação ao seu plano mediano), diferentes elevações se desenvolvem em cada lado do corpo, causando movimento transversal ao fluxo. Este movimento altera a natureza da formação do vórtice de tal forma que leva a uma amplitude de movimento limitada (diferente do que seria esperado num caso típico de ressonância). Este processo é então repetido até que a taxa de fluxo mude substancialmente.
O VIV se manifesta em diversos ramos da engenharia, desde cabos até conjuntos de tubos trocadores de calor. Também é levado em consideração no projeto de estruturas oceânicas. Assim, o estudo do VIV faz parte de muitas disciplinas, incorporando mecânica dos fluidos, mecânica estrutural), vibrações, dinâmica de fluidos computacional (CFD), acústica, estatística e materiais inteligentes.
Motivação
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].