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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32683| ORCID: |  http://orcid.org/0000-0001-9821-0812 |
| Document type: | Dissertação |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | Modelagem e aplicação de métodos de fronteira imersa para análise de escoamentos sobre atenuadores de VIV |
| Alternate title (s): | Modelling and application of immersed boundary methods for flow analysis in Vortex Suppressor Devices. |
| Author: | Carvalho, André Rezende Dessimoni |
| First Advisor: | Vedovotto, João Marcelo |
| First member of the Committee: | Souza, Leandro Franco de |
| Second member of the Committee: | Cavalini Jr, Aldemir Aparecido |
| Third member of the Committee: | Silveira Neto, Aristeu da |
| Summary: | No presente trabalho aborda-se o uso e implementação de métodos de fronteiras imersas para simulação de escoamentos sobre geometrias complexas de problemas reais. O trabalho é dividido em três partes. Na primeira, revisões bibliográficas sobre métodos de fronteira imersa e sobre a física do fenômeno de VIV são realizadas. Na segunda parte, o método de Múltipla Forçagem Direta (MDF, do ingês, Multi-Direct Forcing), já implementado na plataforma MFSim, é empregado para a simulação de problemas de interação fluido-estrutura de cilindros equipados com strakes imersos no oceano. São analisados os efeitos de diferentes condições fluidodinâmicas e estruturais sobre o comportamento dinâmico das estruturas. Diversas configurações geométricas de strakes também são testadas e os resultados são analisados, destacando as variáveis de projeto mais relevantes. Na terceira parte apresentam-se as etapas específicas de marcação de pontos eulerianos, necessárias para a implementação do Método de Volumes Fantasmas Locais (LGC, do inglês, Local Ghost Cell) no código MFSim. Uma revisão geral do método é realizada, seguida do detalhamento da implementação computacional das marcações e otimizações realizadas nos algoritmos. A implementação das demais partes do método de Volumes Fantasmas Locais faz parte do trabalho de Ribeiro Neto (2021). A implementação do LGC fornecerá resultados mais precisos para escoamentos sobre geometrias complexas, como os strakes, dessa forma, entende-se a terceira parte como sendo uma continuidade da segunda, e cujo objetivo final é melhorar as simulações dos escoamentos sobre os mesmos. |
| Abstract: | The present work addresses the use and implementation of immersed boundary methods to simulate flows over complex geometries of real problems. The work is divided into three parts. In the first part, bibliographical reviews on immersed boundary methods and on the physics of the VIV phenomenon are carried out. In the second part, the Multi-Direct Forcing (MDF) method, already implemented in the MFSim platform, is used for the simulation of fluid-structure interaction problems of cylinders equipped with strakes immersed in the ocean. The effects of different fluid dynamics and structural conditions on the dynamic behavior of structures are analyzed. Several geometric configurations of strakes are also tested, and the results are analyzed highlighting the most relevant design variables. The third part presents the specific steps of marking Eulerian points, necessary for the implementation of the Local Ghost Cells Method (LGC) in the MFSim code. A general review of the method is carried out, followed by the details of the numerical implementation of the steps and optimizations carried out in the algorithms. The implementation of the remaining parts of the Local Ghost Volumes method is part of the work of Ribeiro Neto (2021). The implementation of the LGC will provide more accurate results for flows over complex geometries, such as strakes, thus, the third part is understood as being a continuation of the second, and whose ultimate goal is to improve the simulations of the flows over strakes. |
| Keywords: | Fluido-dinâmica computacional Fronteira Imersa Método de Volumes Fantasma Locais Vibração Induzida por Vórtices Dispositivos Supressores de VIV Strakes |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE::MECANICA DOS FLUIDOS |
| Subject: | Engenharia mecânica |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Program: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica |
| Quote: | CARVALHO, André Rezende Dessimoni. Modelagem e Aplicação de Métodos de Fronteira Imersa para Análise de Escoamentos Sobre Atenuadores de VIV. 2021. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.415. |
| Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.415 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32683 |
| Date of defense: | 27-Jul-2021 |
| Appears in Collections: | DISSERTAÇÃO - Engenharia Mecânica |
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