Caracterização de incertezas no comportamento dinâmico de mangueiras pressurizadas para aplicações aeroespaciais

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2017.Uma particularidade de sistemas propulsivos com propelentes líquidos e/ou gasosos é a possível existência de mangueiras flexíveis, estas presentes em locais onde será necessária a movimentação de partes estruturais do foguete. A geometria interna das mangueiras flexíveis é extremamente favorável a possíveis curvas ou pequenos deslocamentos das mesmas, porém tem como grande contrapartida a possível existência de vibrações induzidas pelo escoamento interno. O presente trabalho apresenta um estudo do efeito de incertezas nos parâmetros construtivos e operacionais sobre o comportamento dinâmico das mangueiras flexíveis. A análise é feita a partir da aplicação de simulações de Monte Carlo sobre um método encontrado na literatura que descreve o fenômeno vibratório das mangueiras flexíveis. O método é implementado em um algoritmo computacional e é feita primeiramente uma análise de sensibilidade dos parâmetros utilizados seguida da realização de casos de randomização dos parâmetros geométricos e operacionais da mangueira, tais casos mostram que mesmo operando nominalmente, fora do regime vibratório, mangueiras flexíveis estão suscetíveis ao acoplamento fluido-estrutural devido a incerteza dos parâmetros descritivos das mesmas.A particularity of liquid and/or gaseous propulsive systems is the possible existence of flexible hoses, those present in places where the mobility of some of the rocket structures are needed. The internal geometry of flexible hoses is extremely favorable to possible curves and small displacements of themselves, but has a major counterpart: the possible existence of internal flow-induced vibrations. The present project presents a study about the uncertainty effects on constructive and operational parameters on the dynamic behavior of flexible hoses. The analysis is made from the application of Monte Carlo simulations over a method found in literature that describes the vibrating phenomenon of the flexible hoses. The method is implemented in a computational algorithm and a sensitivity analysis of the parameters used is performed, followed by cases of randomization of the geometric and operational parameters of the hose, such cases showed that even operating in nominal condition, out of the vibration regime, flexible hoses are susceptible to fluid-structural coupling duo to uncertainty of some of their parameters