DOI
10.11606/D.3.2007.tde-27072007-172036
Documento
Autor
Nome completo
Eduardo Mendonça Raupp
E-mail
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2007
Meneghini, Julio Romano (Presidente)
Morooka, Celso Kazuyuki
Saltara, Fábio
Título em português
Estudo numérico do escoamento ao redor de um cilindro oscilando.
Palavras-chave em português
Cilindro oscilando
Hidrodinâmica
Método dos elementos espectrais
Vibração induzida por vórtices
Resumo em português
Título em inglês
Numerical investigation of the flow around an oscillating cylinder.
Palavras-chave em inglês
Hydrodynamics
Oscillating cylinder
Spectral elements method
Vortex induced vibration
Resumo em inglês
The goal of this work is to study through numerical simulations using the Spectral Elements Method the two-dimensional the flow past a single circular cylinder that is either in simple harmonic cross-flow oscillation or elastically mounted. This is a very important topic for the technological environment because this configuration is identical to offshore structures, like risers of oil production platform and is also important to scientific environment due to the study of complex phenomena originated from the flow past a very simple geometry: a circular cylinder. The focus of this research is to evaluate the use of Spectral Element Method for solution of two-dimensional flow past a circular cylinder that is either in simple harmonic cross-flow oscillation or elastically mounted, at the laminar wake limit, Re < or = 200 . Two oscillation amplitudes were employed for the forced oscillations simulations: 0.15D e 0.40D . And, for each amplitude, were selected ten frequencies: 0.8 s f , 0.85 s f , 0.9 s f , 0.95 s f , 0.975 s f , 0.9875 s f , 1.025 s f , 1.05 s f , 1.075 s f e 1.1 s f ; where D is the cylinder diameter and s f is the vortex shedding frequency. The phase jump phenomenon, e.g., the fast change of phase angle, is observed and compared with existents works evaluating the Spectral Elements Method for forced oscillations cases. In the elastically mounted simulations the most important result, for the practical point of view (risers design), is the max A / D x r V curve, e.g., maximum amplitude versus velocity ratio, due to the relation of risers lifetime with maximum oscillation amplitude. To build the max A / D x r V curve were selected the follow values of velocity ratio: 1.0, 2.0, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0, 9.0, e 10.0.

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Data de Publicação
2007-08-24

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