[pt] APLICAÇÃO DA TÉCNICA DE PIV TOMOGRÁFICO NA MEDIÇÃO DE CAMPO DE VELOCIDADE EM ESCOAMENTO TURBULENTO

[en] TOMOGRAPHIC PIV TECHNIQUE APPLIED ON THE MEASUREMENT OF THE VELOCITY FIELD OF A TURBULENT FLOW

[pt] ERIC WILLEMSENS

[pt] VISUALIZACAO

[pt] TOMO-PIV

[pt] PIV TOMOGRAFICO

[pt] ESCOAMENTO TURBULENTO

[en] VISUALIZATION

[en] TOMO-PIV

[en] TOMOGRAPHIC PIV

[en] TURBULENT FLOW

[pt] O estudo da turbulência é muito relevante em mêcanica dos fluidos. Esse fenômeno complexo e caótico vem sendo objeto de investigação durante muitos anos por esta diretamente relacionado com a eficiência energética de diversas aplicações da engenharia, como aviões e tubukações de elevada extensão, por exemplo. Diversas técnicas de visualização de escoamentos foram desenvolvidas ao longo dos anos para auxiliar este estudo, dentre elas a Velocimetria por Imagem de Partícula Tomográfica (Tomographic Particle Image Velocimetry - tomo-PIV). Com esse método se pode obter um campo de velocidades tridimensional do escoamento, sendo possível avaliar todas as derivadas espaciais. No presente trabalho, a técnica de tomo-PIV foi aplicada em um escoamento turbulento de água em duto de seção quadrada com o objeto de se obter um campo de velocidade tridimensional. Visto que esse experimento é um dos primeiros no Brasil sobre o tema, buscou-se um entendimento aprofundado sobre o sistema e procedimento utilizados a fim de fermentar futuros estudos. Uma seção de testes foi especialmente adaptada para atender as necessidades do experimento. Os resultados obtidos mostram que atécnica foi aplicada com sucesso, chegando-se a um campos de velocidade com boa resolução espacial e baixa incerteza, em concordância com experimentos bem executados da literatura. Além disso, o trabalho apresenta uma ampla revisão teórica sobre a técnica, expondo os princípios básicos, equações relevantes, algoritmos envolvidos e principais elementos do sistema.

[en] The study of turbulence is very relevant to fluid mechanics. This complex and chaotic phenomenon has been under investigation for many years because it is directly related to the energy efficiency of various engineering applications, such as airplanes and long pipelines, for examples, Several flow visualization techiniques have been developed over the years to help the studies, among them the Tomographic Particle Image Valocimetry as Knoen as tomo-PIV. Using this method, it is possible to obtain a theree-dimensional flow velocity field, being able to assess all spacial derivatives. In this study, the tomo-PIV techinique was applied in a water turbulent flow inside a square section duct in order to obtain the theree-dimensional velocity field. Since this is a recent experiment in Brazil, a thorough understanding of the system and procedure used are important to promote similar future studies, A test section was specially adapted to reach the needs of present experiment. The results of the present work has demonstrated the succesfully application of tomo-PIV techinique. The obtained velocity fields displayed similiar acuracy to the literature. Moreover, this research presents a wide literature review on the techinique, outlining the basic principles, relevant equations, algorithms involved and main system elements.

LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO

FABIO JESSEN WERNECK DE ALMEIDA MARTINS

2016-12-09

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.28378