Este trabalho apresenta um sistema para a geração, captura e processamento de imagens de escoamentos hidrodinâmicos ao redor de corpos rígidos, visando a determinação quantitativa e qualitativa de suas propriedades. Para a geração das imagens, construiu-se um túnel hidrodinâmico vertical de baixa turbulência, operado pela ação da gravidade, no interior do qual escoamentos ao redor de diferentes modelos podem ser obtidos. Para a visualização dos escoamentos, optou-se pelo emprego da técnica de injeção de corantes líquidos, através de longas agulhas hipodérmicas instaladas a montante do modelo ensaiado. As imagens assim geradas foram capturadas em película química fotossensível ou em fita magnética, conforme o tipo de ensaio realizado. Informações qualitativas sobre diferentes tipos de escoamentos externos foram obtidas mediante a análise de imagens estáticas, permitindo identificar a estrutura do escoamento em função do número de Reynolds. Medidas do comprimento da região de recirculação e das distâncias entre vórtices em uma esteira turbilhonária a jusante de um cilindro circular foram, também, realizadas, por meio da interpretação de imagens estáticas processadas digitalmente. Dados quantitativos dos escoamentos estudados foram obtidos por contagem de fotogramas, cuja identificação é obtida por meio de uma nova técnica de geração do código de tempo por superposição de imagens - denominada SITC (Superimposed Image Time Coding) - desenvolvida no âmbito deste trabalho. Mais especificamente, este método foi utilizado na análise do escoamento ao redor de quatro diferentes geometrias - perfil cilíndrico (Re<590), quadrado (Re<1200), elíptico de razão de raios de 0,6 (Re<4000) e retangular de razão de aspecto de 1/16 (Re<1500), para os quais foram determinados os número de Strouhal em função do número de Reynolds. Este método foi empregado, ainda, na obtenção da velocidade de propagação de vórtices na esteira de von Kármán produzida por um cilindro circular. Sempre que possível, os resultados obtidos foram confrontados com dados de outros autores - obtidos numericamente ou por diferentes métodos experimentais - revelando boa concordância. Esta constatação, além de assegurar a validade dos resultados apresentados no contexto deste trabalho, comprova o valor da visualização como ferramenta de análise qualitativa e quantitativa de escoamentos.

O presente trabalho tem por finalidade a análise do escoamento em uma contração tipo "boca de sino" dimensionada segundo critérios de projeto de túneis aerodinâmicos e instalada na entrada de um duto de seção retangular com razão de aspecto igual a oito. No aparato experimental, a vazão foi medida através da varredura de um tubo de Pitot e de um anemômetro de fio quente localizados em uma posição à jusante da contração e também com um rotâmetro. na contração foi medido o diferencial de pressão entre a entrada e a saída. Os resultados experimentais foram obtidos na faixa de números de Reynolds desde 15.000 atée 67.000. Observou-se uma boa concordância entre as vazões medidas através da contração e pela varredura do tubo de Pitot para números de Reynolds acima de 30.000. Com o intuito de analisar o escoamento através da contração nesta faixa de número de Reynolds, foram obtidos resultados numéricos utilizando-se uma técnica numérica de elementos finitos (ANSYS-FLOTRAN) utilizando uma malha de 14.796 nós (14.350 elementos) em um domínio considerando a simetria do escoamento. Para calcular a viscosidade turbulenta foi utilizado o modelo k-e padrão. Comparando-se os resultados para a vazão, verificou-se uma boa concordância entre os valores experimentais obtidos através da contração e numéricos em toda a faixa de números de Reynolds analisados neste trabalho. Para números de Reynolds acima de 30.000 obteve-se também uma boa concordância entre os resultados numéricos e os obtidos pela varredura do tubo de Pitot.

O presente trabalho desenvolve uma metodologia numérica de análise do escoamento em grades lineares de perfis aerodinâmicos com aplicação direcionada ao dimensionamento de máquinas de fluxo axiais. O método consiste na realização de uma interação entre dois modelos computacionais: o potencial (ausência de efeitos viscosos) e o de camada limite, obtendo-se resultados muito próximos dos experimentais e com baixo custo computacional. O código potencial, baseado no método dos painéis, utiliza a formulação de Hess & Smith [1