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Thèse de Doctorat
DOI
10.11606/T.18.2017.tde-24012017-150309
Document
Auteur
Nom complet
Selma Vargas da Silva
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Carlos, 2002
Directeur
Jury
Schulz, Harry Edmar (Président)
Barbosa, Alexandre Augusto
Chaudhry, Fazal Hussain
Dall'Áglio Sobrinho, Milton
Maunsell, Michael George
Titre en portugais
Características de escoamentos decorrentes de diferenças de densidades
Mots-clés en portugais
Corrente de densidade
Intrusões
Plumas
Velocimetria a laser
Resumé en portugais
Neste trabalho analisam-se escoamentos de correntes de densidade tipo plumas, intrusões e corrente de fundo em torno de obstáculos. Os experimentos foram realizados em duas fases. Na primeira fase dos ensaios, a estratificação ambiente e a obtenção das correntes foram obtidas variando-se a densidade de soluções de água e sal. A visualização das correntes foi feita utilizando-se permanganato de potássio e sua dispersão foi obtida através do registro em câmera filmadora. Na segunda fase, os ensaios de plumas foram realizados com equipamento a laser de vapor de cobre (LVC) envolvendo o método de velocimetria a laser por processamento de imagens (VLPI). Nesta fase, observou-se grande dificuldade na visualização das partículas do escoamento e foi necessário a confecção de um sistema de aquecimento de água para a obtenção do escoamento superficial. É apresentado um modelo numérico em linguagem FORTRAN baseado no método das diferenças finitas para discretização da equação de Navier-Stokes e a obtenção de velocidades longitudinais e transversais. Observou-se, neste trabalho, a importância da visualização do fenômeno de correntes superficiais e intrusivas, tendo em vista a extrema sensibilidade destes fenômenos para com as condições de trabalho (alterações sutis geram grandes diferenças no escoamento obtido). Pode-se concluir que o método VLPI produz resultados satisfatórios para o campo de vetores de velocidade. As correntes intrusivas apresentaram configurações diversas para mesmas condições de escoamento, o que demonstra a necessidade de maiores estudos. O modelo numérico se mostrou coerente para determinados experimentos, mas as condições particulares da entrada dos reservatórios mostra que há a necessidade de implementações para uma forma mais abrangente de situações.
Titre en anglais
Characteristics of flows due density differences
Mots-clés en anglais
Density currents
Intrusions
Laser velocimetry
Plumes
Resumé en anglais
Unstable gravity currents flows like buoyant surface jet (BSJ), intrusions and dense currents around obstacles are analysed in this research. The experiments were performed in two phases. In the first one, the environmental stratification as well as the current flows were obtained varying the density of the water and salt solutions. The current visualization were possible by the use of the KMnO4 dye and its dispersion was recorded by video camera. In the second phase, the runs with plumes were evaluated with a laser vapour copper (LVC) equipment using the processing image velocimetry (PIV) method. In this phase, it was observed a great difficulty in the particle flow visualization and it was necessary a war water system to simulate overflow. It's presented a numerical model in fortran language based in the finit difference method to discretisize the Navier-Stokes equation and obtain the transversal and longitudinal velocities. It was noted in this research, the relevance of the visualization in overflows and intrusive flows because of the extreme sensitivity of these phenomenos to work conditions (slightly modifications generates great differences in the flow behaviour). It concludes that the PIV method results good data for vectors velocity field. The intrusive currents show many configurations to the same flow conditions which requires further investigations. The numerical model has shown coherance to particular experiments, but source particularities justifies the necessity of implementation to larger situations.
 
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Tese_Silva_SelmaV.pdf (40.30 Mbytes)
Date de Publication
2017-01-25
 
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