Influenza della superficie libera sulla risposta dinamica di una sfera immersa in una corrente stazionaria

Nel presente lavoro, si studiano gli effetti della superficie libera sulle traiettorie di oscillazione di una sfera investita da flussi stazionari a bassa sommergenza relativa (h*<1). La sfera è caratterizzata da bassi valori del rapporto di massa (m*~1) e del rapporto di smorzamento (ζ=0.007). I movimenti della sfera sono stati misurati usando due diverse tecniche di misura: un sensore di spostamento laser analogico che ha permesso l’acquisizione dei soli spostamenti trasversali, ed una videocamera CCD che ha consentito la ricostruzione bidimensionale delle traiettorie. I risultati ottenuti hanno evidenziato come la forte distorsione della superficie libera non sembra modificare la risposta in frequenza ma solo la risposta in ampiezza riducendola. Inoltre, la traiettoria di oscillazione della sfera mostra un repentino cambiamento all’aumentare della velocità, passando da forme regolari a caotiche con ampiezze trasversali confrontabili con quelle nella direzione della corrente.