Influência de uma rugosidade tridimensional isolada na transição de uma camada limite sem gradiente de pressão

dc.contributorMedeiros, Marcello Augusto Faraco de
dc.creatorPaula, Igor Braga de
dc.date2007-03-02
dc.date2007-08-28
dc.date.accessioned2017-11-15T11:17:23Z
dc.date.available2017-11-15T11:17:23Z
dc.date.issued2017-11-15
dc.descriptionA presente tese se refere ao estudo do efeito de uma rugosidade tri-dimensional sobre a evolução de ondas Tollmien-Schlichting (T-S) em uma camada limite do tipo Blasius. Os experimentos foram realizados em condições controladas sobre um aerofólio cujo perfil permitiu a obtenção de uma extensa região de escoamento sem gradiente de pressão. As ondas T-S foram excitadas artificialmente utilizando-se uma fonte pneumática localizada a montante da rugosidade. A interação entre a onda T-S gerada e a rugosidade ocorreu a alguns comprimentos de onda a jusante da fonte. Foi utilizado nos experimentos uma rugosidade com altura oscilatória. A freqüência de oscilação da rugosidade foi aproximadamente 1500 vezes menor do que a freqüência das ondas T-S excitadas. Sendo assim, assumiu-se a rugosidade como sendo estacionária em relação as ondas geradas. A medição do comportamento das ondas de instabilidade bem como o campo de velocidade média do escoamento foram feitas utilizando-se a técnica de anemometria a fio quente. Os resultados obtidos mostram uma amplificação de perturbações em uma pequena faixa de números de onda transversal. Comparações entre os resultados experimentais e os obtidos a partir da teoria de instabilidade secundária da camada limite são apresentadas no trabalho. Essas comparações sugerem que nos experimentos ocorreu a amplificação das perturbações devido a instabilidade secundária do tipo K, ou fundamental.
dc.descriptionThe current thesis is devoted to a study of the effect of a shallow 3-D roughness element on the evolution of a 2-D Tollmien-Schlichting wave in a Blasius boundary layer. The experiments were carried out under controlled disturbance conditions on an airfoil section which could provide a long run with zero pressure gradient flow. A pneumatically driven slit source was used to introduce the T-S wave upstream of the lower branch of the neutral stability curve. A few wavelengths downstream, the T-S wave interacted with a cylindrical roughness element. The height of the roughness was slowly oscillating in time, which allowed a continuous measurement of the T-S wave response downstream of the roughness. The oscillation frequency was approximately 1500 times lower than the frequency of the Tollmien-Schlichting wave and therefore, behaved as a steady roughness with respect to the T-S wave. Hot wire anemometry was used to measure wall normal profiles of longitudinal velocity and spanwise scans close to the maximum of the eigenfunction of the T-S wave. The oscillation of the roughness and the synchronization of all equipments permitted the use of ensemble average techniques. The experimental results were compared with the boundary layer secondary instability theory. The analysis of the compared results suggests that the disturbances were amplified by a resonance mechanism known as K-type or fundamental.
dc.formatapplication/pdf
dc.identifierhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18135/tde-23082007-202214/
dc.identifierdoi:10.11606/T.18.2007.tde-23082007-202214
dc.identifier.urihttp://repositorio.eesc.usp.br/handle/RIEESC/1635
dc.languagept
dc.publisherBiblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
dc.publisherUniversidade de São Paulo
dc.publisherEscola de Engenharia de São Carlos
dc.rightsLiberar o conteúdo para acesso público.
dc.subjectEscoamento de Blasius
dc.subjectAerodinâmica
dc.subjectAnemometria a fio quente
dc.subjectTransição laminar-turbulento
dc.subjectCamada limite
dc.subjectRugosidade
dc.subjectSem palavras-chave traduzidas
dc.subjectSecondary Instability
dc.subject3-D roughness
dc.subjectBoundary Layer
dc.subjectTransition
dc.titleInfluência de uma rugosidade tridimensional isolada na transição de uma camada limite sem gradiente de pressão
dc.titleEffect of an isolated 3-D roughness element on the transition of Blasius boundary layer
dc.typeTese de Doutorado
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