Percorrer por autor "Ribeiro, Samuel Dinis Galvão"
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- Estudo experimental da estrutura turbulenta da zona de colisão de um jacto de parede com uma camada limitePublication . Ribeiro, Samuel Dinis Galvão; Barata, Jorge Manuel MartinsUm dos principais requisitos de projecto que deve ser tido em consideração num avião V/STOL é o sistema propulsivo quando o avião está perto do solo em transição para voo horizontal. Perdas no poder de aterragem/descolagem podem ocorrer no avião devido à re-ingestão de gases quentes; diminuição de pressão nas superfícies inferiores da asa e da fuselagem, que sugam o avião em direcção ao solo. Os gases quentes também são responsáveis pelo aumento de temperatura nos revestimentos da asa e da fuselagem. Os efeitos acima referidos são em grande parte devido a um escoamento que na literatura inglesa é designado de “ground vortex” e que surge devido à presença de um escoamento cruzado (vento ou o próprio movimento do avião). O escoamento cruzado quando interage com o jacto de parede radial, que resulta do espraiamento do jacto incidente do avião, origina o “ground vortex”. Estudos publicados sobre este tipo de escoamento são reduzidos e os poucos que aparecem reportam este tipo de escoamento num contexto secundário, pois grande parte da análise é direccionada para o problema do jacto incidente, que tem sido estudado para diversas configurações e condições de operação. O estudo que se apresenta nesta dissertação é dedicado à identificação de parâmetros e regimes associados às instabilidades e efeitos secundários presentes no escoamento “ground vortex”. A parte mais relevante do “ground vortex” é produzido experimentalmente através de uma configuração bidimensional, resultante da interacção de um escoamento camada limite com um escoamento jacto de parede. O escoamento jacto de parede é produzido separadamente com base numa configuração bidimensional que anteriormente foi utilizada no estudo de um escoamento “repuxo”. O escoamento camada limite é produzido por um túnel de vento de sopro convencional. A interacção do escoamento jacto de parede com o escoamento camada limite dá origem a uma região com escoamento bastante curvo. Essa região pode ser estudada para diferentes razões de velocidades entre o escoamento jacto de parede e o escoamento camada limite. Esta dissertação apresenta uma análise detalhada do escoamento “ground vortex” e segue um estudo anteriormente elaborado, onde foi detectada uma pequena zona de recirculação, localizada a montante do ponto de separação, que não tinha sido reportada para este tipo de escoamento. Este estudo apresenta um conjunto de medições efectuadas com um velocímetro Laser- Doppler para uma razão de velocidades entre o escoamento camada limite e o escoamento jacto de parede de valor 2. É também feita uma análise às características do campo de velocidades médio e turbulento, incluindo uma análise às duas componentes da velocidade, ou seja, a componente vertical e a componente horizontal. Os resultados mostraram a possível presença de um pequeno escoamento vórtice localizado a montante do ponto de separação. Na zona de separação, onde provavelmente está o pequeno escoamento vórtice, foram identificados espectros de energia com a presença de uma pequena “bossa”, que está localizada numa largura de banda de baixas frequências, indicando a existência de concentração de energia turbulenta instável nesta zona. A sequência encontrada para o desenvolvimento do vórtice secundário situado perto do ponto de separação da zona de colisão, através de estudos de visualização, pode ser interpretada como uma oscilação da zona de separação ou também por uma oscilação na origem virtual do escoamento deflectido. A presença de diagramas bimodais na componente horizontal da velocidade média localizados na zona de separação, confirma o comportamento de oscilação. Apesar da estrutura turbulenta na zona de separação apresentar um comportamento instável, os espectros de energia analisados para a componente horizontal da velocidade média, não revelaram a presença de picos de amplitude significativa na frequência. Contudo na zona central onde o escoamento é deflectido, ou seja, na zona de repuxo onde a componente vertical da velocidade média atinge os seus máximos, foram identificados casos pontuais com picos de energia distintos.
- Experimental Study of Instabilities and Secondary Effects of a Ground Vortex FlowPublication . Barata, Jorge M M; Ribeiro, Samuel Dinis Galvão; Santos, Pedro; Silva, André; Silvestre, M.A.R.Laser-Doppler measurements of velocity characteristics of the flowfield resulting from the collision of a wall jet with a boundary layer are presented and discussed together with visualization of the flow. The experiments have been carried out for boundary layer to wall jet velocity ratios of 0.5 and 0.58. Direct photography, digital film imaging, and mean and turbulent laser Doppler measurements were obtained to characterize this type of flows. For the present conditions the results revealed the existence of a small counter-rotating recirculating zone located upstream the separation point not yet reported before for this type of flows. The results show that this secondary vortex has a similar oscillating behavior observed in some configurations leading to ground vortex flows, where they are also probably present, but due the geometric and characteristic parameters could not be identified separately. A particular ordered sequence was recognized for the small recirculation zone, and can be confirmed by the bimodal histogram of the horizontal velocity measurements obtained. In spite of the apparent organized sequence of the turbulent structure of the collision zone, the power spectra measurements did not exhibit any evident particular peaks.
- Experimental Study of the Collision Zone of a Boundary Layer with a Wall JetPublication . Barata, Jorge M M; Ribeiro, Samuel Dinis Galvão; Santos, Pedro; Silva, AndréLaser-Doppler measurements are presented for a highly curved flow resulting from the collision of plane turbulent wall jet with a boundary layer. This configuration can be found in the case of impinging jets of a V/STOL aircraft operating in ground vicinity. The experiments were carried out for boundary layer to wall jet velocity ratio of 0.5. The results include mean and turbulent velocity characteristics of the flow field as well as the characterization of the vorticity. The results revealed the existence of very small recirculation zones located upstream the separation point that co-exist and interact with the very well known VSTOL ground vortex. Copyright © 2009 by the American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc.