[pt] ESTUDO DO DESENVOLVIMENTO DE UM ESCOAMENTO TURBULENTO EXCITADO ACUSTICAMENTE

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: SILVIO CARLOS ANIBAL DE ALMEIDA
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] ESCOAMENTO; [pt] PERTURBACAO; [pt] ACUSTICA; [en] YIELD; [en] PERTURBATION METHODS; [en] ACOUSTIC
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=19003&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=19003&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.19003

[pt] O presente trabalho, de natureza teórico-experimental, objetiva estudar a influencia de perturbações acústicas num escoamento turbulento e subsônico de ar, em desenvolvimento num duto de seção circular de 3000 mm de comprimento e 50,8 mm de diâmetro interno. Perturbações acústicas senoidais são introduzidas no escoamento nas frequências naturais de ressonâncias do duto (56 e 112 Hz), acoplado ao túnel de vento propulsor do escoamento. O trabalho experimental compreende medições dos campos de velocidade média, turbulência e pressão e de características da onda acústica utilizada como fonte de perturbação do escoamento. O campo de pressão induzido pelo escoamento não-perturbado foi medido por técnicas convencionais. Já na situação de escoamento perturbado acusticamente, uma análise da técnica de medição fez-se necessária devido às dificuldades intrínsecas à medição de pressão em escoamentos periódicos. Com base na resposta de diferentes sistemas de medição, desenvolveu-se uma modelagem via técnica de parâmetros concentrados, o que permitiu o estudo da resposta do transdutor de pressão sob o ponto de vista de sistemas não lineares. Para identificar os diversos fatores que distorcem o valor da pressão indicada pelos transdutores na situação de escoamento perturbado, uma intercomparação dos resultados obtidos via diferentes sistemas (micromanometro, sensor capacitivo de diafragma e microfone capacitivo) foi realizada, permitindo validar o modelo proposto. Conceitos de linhas de transmissão, fundamentados à luz da analogia elétrica, foram utilizados para explicar a origem dos erros sistemáticos, também reportados em outros trabalhos, e estabelecer uma base para modelagem via parâmetros distribuídos, permitindo estabelecer restrição para seleção do comprimento do tubo de conexão, que interliga o transdutor ao sistema de medição. Medições de velocidade média e de turbulência foram realizadas nos escoamentos perturbadas e não-perturbado pela técnica da anemometria de fio quente. Para algumas das situações investigadas, a excitação acústica induziu estímulos da ordem de 100 por cento nas flutuações de velocidade, decorrentes do acoplamento da turbulência e da onda perturbadora, relativamente ao escoamento não-perturbado, resultado que apresenta interesse em aplicações tecnológicas. Na busca dos efeitos introduzidos pela perturbação acústica no escoamento turbulento, foi estudada teórica e experimentalmente a mecânica da propagação da onda e os efeitos da dissipação viscosa na sua propagação.