Como Funciona

Fenômeno VIV - Vibração induzida por vórtices

Quando um corpo é imerso em um fluido em movimento, o mesmo tende a impedir a passagem deste alterando as regiões de pressão no entorno de sua dimensão. Com isso o aumento de pressão em algumas regiões próximas ao corpo e a depressão causada em outras gera uma instabilidade no fluido que se descola em um ângulo característico. Segundo Brunetti (2008), existe uma região máxima de aceleração atingida pelo fluido e no instante seguinte há uma desaceleração causada pelo fenômeno denominado “gradiente adverso de pressões”, conforme ilustra a Figura 1:

A Figura 1 (b) acima demonstra a região de aumento da aceleração do fluxo de ar no entorno de um cilindro até o ponto C. A partir daí a desaceleração devida a depressão gera o descolamento da camada limite do fluido em D, que se desprende originando o fenômeno chamado de esteira de vórtices. Este fenômeno ocorre em ângulos pré-definidos e depende do valor do número de Reynolds.

Com a incidência do escoamento num cilindro, o fenômeno de desprendimento de vórtices desenvolve regiões de instabilidade no sentido transversal ao escoamento, causando variações de pressão e instabilidade na estrutura. Desta forma, denomina-se vibração induzida através de vórtices a oscilação causada pelos desprendimentos de pares de vórtices. Carneiro (2007) demonstra que a instabilidade de um dos vórtices de um par gera um coeficiente de sustentação transversalmente ao escoamento momentâneo, que na sequência diminui até o equilíbrio do sistema no início de seu segundo vórtice do par, que ao longo de sua formação gera um coeficiente de sustentação no sentido inverso e de mesma proporção, conforme ilustra figura 2:

Simulação fluidodinâmica realizada no software ANSYS Fluent.

Denomina-se indução, a translação de um circuito primário e secundário, ou entre o ímã e o secundário.

Isto ocorre, pois a geração de um campo elétrico está diretamente relacionada com a geração de um campo magnético (vetor B), havendo um vetor de corrente (i), ortogonalmente haverá um vetor campo magnético.

uma bobina imersa em um campo magnético, seja variando a intensidade de campo ou variando a área de imersão, gera uma corrente induzida que irá se manter até que não exista mais variação espacial e de fluxo entre o campo magnético e a bobina.

O fenômeno descrito acontece de forma natural, pois a natureza busca sempre se manter no estado inercial e de conservação de energia. Ao imergir uma bobina em um campo magnético, a mesma, antes em estado de menor energia de seu sistema, busca diminuir a incidência de campo em sua área. Para isso, a bobina gera uma força de campo magnético contrária a que está sendo exercida naquele instante e com menor intensidade. Para que isso seja possível, uma corrente elétrica é induzida naquele instante, variando sua intensidade de acordo com a taxa de variação de campo magnético incidindo na bobina.

Simulação da indução eletromagnética realizada no software ANSYS Maxwell.