[en] A STUDY ON TURBULENT FLOWS THROUGH THE HOLOGRAPHIC PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY TECHNIQUE

[pt] ESTUDO DE ESCOAMENTOS TURBULENTOS ATRAVÉS DA TÉCNICA DE VELOCIMETRIA HOLOGRÁFICA (HOLOPIV)

[pt] CESAR SEQUEIRA DA ROCHA MIRANDA

[pt] VELOCIMETRIA POR IMAGEM DE PARTICULA

[pt] TURBULENCIA DE PAREDE

[pt] HOLOGRAFIA

[en] PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY

[en] WALL TURBULENCE

[en] HOLOGRAPHY

[pt] O presente trabalho visa contribuir em algumas etapas do desenvolvimento e validação – em um escoamento turbulento de canal - uma técnica ótica avançada para medir campos de velocidade tridimensionais, a Velocimetria por Imagem de Partículas Holográfica Digital (HoloPIV), ainda pouco utilizada. Partículas são adicionadas ao escoamento apenas na proximidade do volume de medição, sendo iluminadas por um feixe de laser. O padrão de interferência gerado por difração da luz coerente é denominado um holograma, e pode ser reconstruído numericamente a posteriori, recuperando a informação volumétrica do conjunto de partículas e suas coordenadas tridimensionais. A partir de pares de volumes reconstruídos, é possível calcular campos 3D de velocidade, representativos das estruturas e mecanismos físicos presentes naquela região do escoamento. O estudo e desenvolvimento dessa técnica visa, como objetivo final do projeto como um todo, melhor compreender e possivelmente aperfeiçoar novos métodos de redução de arraste em escoamentos turbulentos, com grande aplicabilidade não só na área da pesquisa, mas também na indústria. Grande parte do foco do trabalho apresentado a seguir é na otimização do processo de injeção local de partículas visualizadoras, de maneira a obter volumes reconstruídos - e, consequentemente, campos de velocidade - com a maior qualidade possível.

[en] This paper aims at contributing to the development and validation - in a turbulent channel flow - of an advanced optical technique for measuring three-dimensional velocity fields, the Holographic Particle Image Velocimetry technique, also known as HoloPIV. Particles are added to the flow, in the vicinity of the measurement volume, being illuminated by a laser beam. The interference pattern generated by diffraction of coherent light is what is known as a hologram, and may be numerically reconstructed a posteriori, recovering the volumetric information through their three-dimensional coordinates. From the reconstructed volume pairs, the 3D velocity fields can be obtained, which will represent the structures and physical mechanisms present at the flow region under investigation. The study and development of this technique ultimately aims to create and test new methods of understanding and improving drag reduction in turbulent flows. Such type of results can be widely applied not only into the research field but also in the industry.

LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO

JULIANA KUHLMANN ABRANTES

2017-09-19

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.31473