Estudio del comportamiento dinámico de una boya sumergida con superficie libre bajo condiciones de vibración forzada

Abstract

En el presente trabajo se estudia experimentalmente la interacción fluido-estructura de una boya sumergida con superficie libre en aceite vegetal. El montaje realizado consiste en una esfera de madera sumergida dentro de un tanque de sección cuadrada, sometido a diferentes condiciones de oscilación y cuyos movimientos son generados mediante una mesa vibratoria. El objetivo principal del trabajo es determinar el comportamiento dinámico de la esfera sumergida, para lo cual se utiliza la captura de imagen a través de una cámara de alta velocidad, con la cual se obtiene la posición de un objeto en cada fotograma. Además, se realiza el estudio de la evolución de la superficie libre con y sin objeto, en donde se varían valores de amplitud y frecuencia impuesta, para una única altura de llenado. Para una amplitud impuesta de 0.2 cm no hubo dificultades en cuanto al registro mediante sensores ultrasónicos, sin embargo, a medida que aumenta el valor de la amplitud se registran alturas de ola con altas pendientes y movimientos tridimensionales, lo cual dificultó su estudio. Posteriormente se realiza el estudio del efecto de la boya en la superficie libre, en donde se observa que a mayor amplitud y frecuencia de movimiento impuesto la amplitud de ola es mayor con presencia de la esfera. Por último, en la caracterización dinámica del sistema se registran movimientos planos en la mayoría de casos.