Tese: Estudo do Desenvolvimento de um Escoamento Turbulento Excitado Acusticamente
Aluno(a) : Silvio Carlos Anibal de AlmeidaOrientador(a): Maurício Frota
Área de Concentração: Termociências
Data: 14/12/1992
Link para tese/dissertação: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=19003@1
Resumo: O presente trabalho, de natureza teórico-experimental, objetiva estudar a influência de perturbações acústicas num escoamento turbulento em desenvolvimento. Perturbações acústicas sío introduzidas no escoamento nas frequências naturais de ressonância do duto (56 e 112 Hz), acoplado ao túnel de vento propulsor do escoamento. O trabalho experimental compreende medições dos campos de velocidade, turbulência, pressío e de características da onda acústica utilizada como fonte de perturbação do escoamento. Medições de velocidade e de estruturas de turbulência foram realizadas nos escoamentos perturbado e nío-perturbado pela técnica da termo-anemometria. Para algumas das situações investigadas, a excitação acústica induziu estímulos da flutuação de velocidade da ordem de 100% em decorrência do acoplamento da turbulência com tampo acústico, relativamente ao escoamento nío-perturbado. O campo de pressío induzido pelo escoamento nío-perturbado foi medido por técnicas convencionais. Já na situação de escoamento perturbado acusticamente, sofisticações na técnica fizeram-se necessárias devido às dificuldades intrínsecas à medição da pressío em escoamentos turbulentos 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 pressío sob o ponto de vista de sistemas nío-lineares. Para identificar os diversos fatores que distorcem o valor da pressío indicada pelos transdutores na situação de escoamento perturbado, uma intercomparação dos resultados obtidos via diferentes sistemas (micromanômetro, sensor capacitivo de diafragma e microfone capacitivo) foi realizada, permitindo validar o modelo proposto. A técnica da analogia e conceitos de linha de transmissío fundamentados à luz da analogia elétrica, foram utilizados para explicar a origem e os erros sistemáticos, também reportados em outros trabalhos, e estabelecer uma base para modelagem via parâmetros distribuídos, permitindo adotar critérios para seleção do comprimento do tubo de conexío, que interliga o transdutor ao sistema de medida. 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.