Estudo numérico de atenuadores e supressores de vibrações induzidas por vórtices em cilindros circulares

Abstract

Neste trabalho, apresenta-se um estudo paramétrico do comportamento aerodinâmico de dois dos principais dispositivos empregados para reduzir as Vibrações Induzidas por Vórtices (VIV) em corpos rombudos. Atualmente, os dispositivos de controle passivo de VIV do tipo strakes e f airingsão amplamente empregados na indústria devido a sua boa relação custo/beneficio. No presente trabalho, estudam-se como os coeficientes aerodinâmicos variam em função de alguns dos principais parâmetros geométricos que definem a forma dos atenuadores/supressores e do número de Reynolds. No caso do primeiro dispositivo varia-se a disposição e altura dos strakes e no dispositivo de tipo fairing varia-se a relação de aspecto. O Método dos Elementos Finitos é empregado para resolver as equações de Navier-Stokes. Para a simulação do escoamento turbulento, emprega-se a Simulação de Grandes Escalas (LES). Os resultados obtidos mostram que os dispositivos de tipo fairing suprimem ou reduzem a amplitude das oscilações com mínimo arrasto. Por sua vez, nos dispositivos de tipo strakes a variação dos ângulos de ataque muda de forma significativa o número de Strouhal, sugerindo que no caso tridimensional este assincronismo dos vórtices romperá a correlação espacial, favorecendo a atenuação de VIV.