APLICAÇÃO DO MÉTODO DE VÓRTICES DISCRETOS PARA O ESTUDO DE ESCOAMENTOS COM INTERFERÊNCIA ENTRE FRONTEIRAS SÓLIDAS: EFEITOS DE RUGOSIDADE SUPERFICIAL E DE VIBRAÇÃO ESTRUTURAL (PARTE 1 – REGIMES DE FORMAÇÃO DE VÓRTICES COM BAIXA INFLUÊNCIA DO EFEITO SOLO)
Palavras-chave:
Corpo Rombudo, Vibração estrutural, Efeito Solo, Regime de lock-in, Método de vórtices discretosResumo
O presente trabalho apresentou um estudo numérico-computacional do escoamento ao redor de um cilindro circular submetido a oscilações transversais forçadas, com foco na investigação da influência do efeito solo. Utilizando uma metodologia baseada na combinação do Método dos Vórtices Discretos com o Método dos Painéis, buscou-se analisar como a proximidade de uma fronteira sólida altera os regimes de sincronização de vórtices para um Número de Reynolds de 100.000. Os resultados para o caso de referência, com o cilindro distante da fronteira (gmin = 1000), permitiram reproduzir com sucesso os padrões de sincronização clássicos da literatura. Para as frequências de oscilação testadas, foram observados os modos A-I, A-IV e S, caracterizados por esteiras de vórtices bem definidas e periódicas. Em contrapartida, o resultado mais significativo da pesquisa emergiu da análise do caso
com forte efeito solo (gmin = 0,5). Constatou-se que a intensa interferência hidrodinâmica entre a esteira do cilindro e a camada limite da fronteira sólida descaracterizou completamente os regimes de desprendimento, suprimindo a formação de uma esteira organizada. Dessa forma, o trabalho cumpriu seu objetivo de analisar o comportamento do fluido sob a influência combinada da vibração do corpo e da proximidade do solo. No que tange ao objetivo específico de classificar os tipos de formação de vórtices, conclui-se que, para uma distância ao solo de gmin = 0,5 nas condições estudadas, os padrões clássicos de sincronização não se sustentam. A própria impossibilidade de classificação constitui uma conclusão fundamental sobre a dominância do efeito solo sobre o fenômeno de sincronização, um resultado de grande relevância para aplicações práticas como o projeto de dutos e cabos submarinos. Como sugestões para trabalhos futuros, recomenda-se a investigação de distâncias intermediárias ao solo para identificar um possível ponto crítico de desestabilização dos regimes de sincronização.
