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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Estudo experimental de um escoamento turbulento em um canal perturbado por uma forma triangular
Title Alternative: Experimental study of a turbulent channel flow perturbed by a triangular ripple
Author: Cuñez Benalcazar, Fernando David
Advisor: Franklin, Erick de Moraes, 1974-
Abstract: Resumo: Os escoamentos turbulentos perturbados por pequenas formas são frequentemente encontrados em aplicações industriais e problemas ambientais, e por esta razão têm sido extensivamente estudados por mais de um século. Na natureza, alguns exemplos são os escoamentos de ar sobre colinas, ondas dos oceanos e dunas dos desertos, e escoamentos de água sobre as dunas dos rios. Na indústria, podem-se encontrar nos escoamentos sobre dunas de areia em dutos tais como oleodutos, dutos de esgoto e de dragagem. Compreender seu comportamento é necessário para conhecer como a perturbação afeta a resistência ao escoamento, e os mecanismos de movimento do leito de rios e do transporte de sedimentos. Este trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente a perturbação de um escoamento turbulento totalmente desenvolvido por uma forma triangular bidimensional. Duas vazões de água de 8 e 10m3/h que correspondem a números de Reynolds de 27500 e 35000, foram impostas sobre uma forma triangular assimétrica fixada na parede inferior de um canal retangular fechado, e os campos de velocidades foram medidos pela técnica de PIV (Velocimetria por Imagem de Partículas). A partir das medidas dos campos instantâneos de velocidades, os campos médios e de flutuações foram calculados, e as tensões de cisalhamento sobre a forma e o campo de produção de turbulência foram determinados. Os comportamentos gerais das velocidades e das tensões obtidas são comparados com analises assintóticas publicadas e a tensão de cisalhamento na superfície da ruga é analisada em termos de instabilidade de um leito granular

Abstract: Turbulent flows perturbed by low hills are frequently found in industrial and environmental applications, and for this reason, they have been extensively studied for over a century. In nature, some examples are atmospheric flows over hills, ocean waves and desert dunes, and water flows over river dunes. In industry, some examples are the flows over sand ripples and dunes in closed conduits such as petroleum pipelines, sewer systems and dredging lines. Understanding its behavior is necessary to know how the perturbation affects the flow resistance, the mechanisms of bed motion and of the sediment transport. This work presents an experimental study on the perturbation of fully-developed turbulent flows by a two-dimensional triangular ripple. Two water flows of 8 e 10m3/h that correspond to Reynolds numbers of 27500 and 35000, were imposed over an asymmetric triangular hill fixed on the bottom wall of a rectangular closed conduit, and the flow fields were measured by PIV (Particle Image Velocimetry). From the instantaneous flow fields, the mean velocities and fluctuations were computed, and the shear stress over the ripple and the field of turbulence production were determined. The general behaviors of obtained velocities and stresses are compared to published asymptotic analyses and the shear stress is discussed in terms of bed stability
Subject: Escoamento turbulento
Camada limite turbulenta
Perturbação
Mecânica dos fluidos - Processamento de dados
Editor: [s.n.]
Citation: CUÑEZ BENALCAZAR, Fernando David. Estudo experimental de um escoamento turbulento em um canal perturbado por uma forma triangular. 2017. 1 recurso online (101 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/322200>. Acesso em: 1 set. 2018.
Date Issue: 2017
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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