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Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unb.br/handle/10482/19288
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Title: Caracterização dinâmica do escoamento turbulento em canais compostos utilizando ferramentas de análise tempo-frequência
Authors: Melo, Tiago de
Orientador(es):: Goulart, Jhon Nero Vaz
Assunto:: Escoamento
Wavelets (Matemática)
Densidade espectral
Número de Strouhal
Issue Date: 25-Jan-2016
Citation: MELO, Tiago de. Caracterização dinâmica do escoamento turbulento em canais compostos utilizando ferramentas de análise tempo-frequência. 2015. 124 f., il. Dissertação (Mestrado em Integridade de Materiais de Engenharia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Abstract: Canais compostos são caracterizados pela presença de uma região mais larga por onde o escoamento escoa com certa facilidade e regiões mais estreitas onde os efeitos viscosos predominam. Sendo que o uso destas estruturas é abrangente na indústria, principalmente em trocadores de calor, interior de reatores nucleares e em canais de irrigação. A precisão das relações que determinam a transferência de calor em trocadores de calor ou reatores nucleares passa por uma análise dinâmica destes equipamentos, visto que suas características geométricas podem ser responsáveis pela formação de estruturas coerentes dentro do escoamento principal. As estruturas coerentes têm essencial influência nos processos de mistura, (transferência de calor, dispersão de poluentes entre outros processos difusivos), arrasto, emissão de ruídos e no campo da interação fluido-estrutura. O propósito deste trabalho é investigar o aparecimento de estruturas de grande escala em canais compostos, utilizando ferramentas de análise do domínio tempo e frequência. Para o canal estudado as principais características geométricas são: seu comprimento, L, a profundidade, P e a largura, D. Durante os experimentos foram analisados 12 tipos de seções diferentes. Utilizando como técnica experimental a anemometria de fio quente. Sendo que para todas as medições o número de Reynolds manteve-se constante no valor de . As caracterizações dinâmicas das flutuações de velocidade, bem como as investigações das estruturas coerentes presentes no escoamento, foram feitas a partir do emprego da PSD (Power Spectro Density), e a análise da Transformada de Ondaletas. As análises revelaram que nas seções de maior comprimento, estudadas por ambos os métodos, houve o aparecimento de estruturas de grande escala. Os resultados também mostraram que as relações adimensionais P/D e L/D têm grande influência no aparecimento dessas estruturas. A transformada de ondaletas é uma ferramenta aliada na análise dos dados transientes do escoamento, sendo que através dessa ferramenta foi possível avaliar os processos intermitentes das séries temporais de velocidade.
Abstract: Channels compounds are characterized by the presence of a wide regions through which fluid flows relatively easily and narrower regions where viscous effects are dominat. Since the use of these structures considered comprehensive in the industry, especially in heat exchangers, reactors inside and even in irrigation canals and water supply. The accuracy of the relationships which determine the heat transfer in heat exchangers or reactors undergoes a dynamic analysis of these devices, since their geometric features may be responsible for the formation of coherent structures in the main flow. The coherent structures have essential influence on the mixing, (heat exchange, dispersion of pollutants and other diffusive processes), drag, noise emissions and in the field of fluid-structure interaction. The purpose of this study is to investigate the appearance of large-scale structures in compound channels using the time and frequency domain analysis tools. For the studied channel the main geometrical characteristics are: length, L, depth, and the width P, D. During the experiments 12 types of different sections were analyzed, using the experimental procedure as hot wire anemometer. Since the measurements for all the Reynolds number was kept constant in value 7.98x104. The dynamic characterizations of speed fluctuations, as well as investigations of coherent structures in flow, were made from the PSD of employment (Spectro Power Density), and the analysis of Wavelet Transform. The analysis showed that the longer length sections studied by both methods leads to the the emergence of large-scale structures. The results also showed that the dimensionless relations P/D and L/D have great influence on the appearance of these structures. The wavelet transform is an ally tool in the analysis of transient flow data, and through this tool it was possible to evaluate the possible intermittent processes in series speed.
Description: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2015.
Licença:: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
DOI: http://dx.doi.org/10.26512/2015.04.D.19288
Appears in Collections:FGA - Mestrado em Integridade de Materiais da Engenharia

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