Riassunto analitico
L'interazione di una struttura flessibile con un fluido fluido in cui è immerso o da cui è circondato dà origine a una ricca varietà di fenomeni fisici con applicazioni in molti campi dell'ingegneria, ad esempio la stabilità e la risposta delle ali degli aerei, il flusso di sangue attraverso le arterie, la risposta dei ponti e degli edifici alti ai venti e le vibrazioni delle pale delle turbine e dei compressori. Per comprendere questi fenomeni bisogna modellare sia la struttura che il fluido. Tuttavia, in linea con il tema generale di questo elaborato, l'enfasi qui è sui modelli fluidi. Inoltre, le applicazioni sono in gran parte tratte dall'ingegneria aerospaziale anche se i metodi e i fenomeni fisici fondamentali hanno applicazioni molto più ampie. In questo studio focalizziamo la nostra attenzione sull'analisi di FSI in presenza di FLUIDI NON NEWTONIANI. Diversamente dal fluido newtoniano i fluidi non newtoniani presentano un comportamento particolare come i fluidi di ispessimento a taglio (STF). Gli STF sono facilmente deformabili sotto l'azione di una bassa velocità di taglio. Tuttavia, si trasformano istantaneamente in uno stato solido duro ad un'elevata velocità di taglio. Dopo la rimozione della forza d'impatto, le STF tornano allo stato liquido originale. Durante questo processo, STF assorbono una notevole quantità di energia di impatto. In questo studio, quindi, analizzeremo prima le caratteristiche dei fluidi non newtoniani per identificare possibili miscele che riproducono il comportamento di (STF). Una volta identificata la miscela, passeremo all'analisi della viscosità valutata in condizioni sia statiche che dinamiche utilizzando una piastra vibrante (shaker) per valutare il comportamento del fluido e l'intercalazione con un corpo solido cylndrical e con un guscio cilindrico.
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Abstract
The interaction of a flexible structure with a flowing fluid in which it is submersed or by which it is surrounded gives rise to a rich variety of physical phenomena with applications in many fields of engineering, for example, the stability and response of aircraft wings, the flow of blood through arteries, the response of bridges and tall buildings to winds, the vibration of turbine and compressor blades, and the oscillation of heat exchangers. To understand these phenomena we need to model both, the structure and the fluid. However, in keeping with the overall theme of this volume, the emphasis here is on the fluid models. Also, the applications are largely drawn from aerospace engineering although the methods and fundamental physical phenomena have much wider applications. In this study we focus our attenction on the analisys of FSI in presence of NON-NEWTONIAN FLUIDS. Diffrently to the Newtonian Fluid the Non Newtonian Fluids presents a particular behavior like the Shear thickening fluids (STFs). STFs are easily deformed under the action of a low shear rate. However, they instantly transform into a hard solid-like state at a high shear rate. After the removal of the impact force, STFs revert to their original liquid state. During this process, STFs absorb a significant amount of impact energy. In this study therefore, we will first analyze the characteristics of non-Newtonian fluids to identify possible mixtures that reproduce the behavior of (STFs). Once the mixture is identified, we will move on to viscosity analysis evaluated under both static and dynamic conditions using a vibrating plate (shaker) to evaluate the behavior of the fluid and the intercation with a solid cylndrical body and with a cylindrical shell.
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