Estabilidade e comportamento dinâmico de um tubo viscoelástico descarregando fluido interno

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Valdivia, Lenin Lee Huaman
Orientador(a): Avila, Juan Pablo Julca
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do ABC
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Link de acesso: http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124808&midiaext=81004
Resumo: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nivel Superior
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisEstabilidade e comportamento dinâmico de um tubo viscoelástico descarregando fluido interno2023-03-07Avila, Juan Pablo JulcaValdivia, Lenin Lee HuamanUniversidade Federal do ABCPrograma de Pós-Graduação em Engenharia MecânicaUFABCporESTABILIDADE DINÂMICA DE TUBOSMODELO VISCOELMÉTODO DE GALERKINRESPOSTA DINÂMICAVIBRAÇÕESDYNAMIC STABILITY OF PIPESKELVIN-VOIGT VISCOELASTIC MODELGALERKIN METHODSDYNAMIC RESPONSEVIBRATIONSPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA - UFABCCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nivel SuperiorNeste trabalho de mestrado, aborda-se a estabilidade e o comportamento dinâmico de um tubo viscoelástico na vertical, engastado no topo e livre no extremo inferior, descarregando fluido interno. O sistema é não conservativo devido ao escoamento, que atua como uma fonte fornecedora de energia. O tubo é visto como uma estrutura esbelta com pequenas deflexões, de modo que a teoria de vigas de Euler-Bernoulli é adotada. O material viscoelástico do tubo se comporta de acordo com o modelo de dissipação de energia de Kelvin-Voigt. O paradoxo de perda de estabilidade por amortecimento, um tema de interesse científico, é abordado. O escoamento interno é estacionário, incompressível e uniforme, com velocidade constante. A equação diferencial de movimento do sistema é obtida pela abordagem Newtoniana, através do equilíbrio dinâmico dos elementos de tubo e fluido, e é adimensionalizada introduzindo os parâmetros adimensionais de massa, velocidade do fluido, viscoelasticidade, viscosidade do meio externo e gravidade. A equação de movimento é discretizada pelo método de Galerkin, assumindo como solução aproximada o somatório dos produtos de duas funções, uma espacial e outra temporal. As funções espaciais são os modos de vibração livre de um tubo engastado e as funções temporais são harmônicas que definem a amplitude da vibração do tubo. Aborda-se a análise de estabilidade pelo estudo das frequências naturais, obtidas a partir da solução da equação característica do sistema, as quais são apresentadas no diagrama de Argand onde é possível identificar as regiões de instabilidade, a velocidade crítica e prever o tipo de movimento do tubo. Conduziu-se um estudo de sensibilidade à velocidade crítica, variando os parâmetros adimensionais que caracterizam o sistema. Os resultados indicam que a viscoelasticidade aumenta ligeiramente a velocidade crítica em sistemas de baixa relação de massa. No entanto, o parâmetro de gravidade é o fator mais influente na estabilidade do sistema. A viscosidade do meio externo não impacta significativamente a velocidade crítica, mas controla o período de transição para a perda de estabilidade. Finalmente, apresenta-se a resposta dinâmica do sistema obtida pela transformada de Laplace, para casos específicos de interesse.http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=124808&midiaext=81004application/pdfreponame:Repositório Institucional da UFABCinstname:Universidade Federal do ABC (UFABC)instacron:UFABCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2026-01-15T22:03:55Zoai:BDTD:124808Repositório InstitucionalPUBhttp://www.biblioteca.ufabc.edu.br/oai/oai.phpopendoar:2023-09-05T14:30:50Repositório Institucional da UFABC - Universidade Federal do ABC (UFABC)false
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