Analisi dell’influenza della superficie libera sulle vibrazioni di una sfera investita da una corrente stazionaria ed uniforme

Nel presente lavoro si studiano gli effetti della superficie libera sui movimenti di una sfera investita da una corrente fluida stazionaria e uniforme. La sfera è caratterizzata da un basso valore del parametro combinato massa-smorzamento (m*ζ=0.005) ed è libera di muoversi sia nella direzione principale della corrente sia in quella trasversale. In tutti gli esperimenti il coefficiente di bloccaggio γb (rapporto tra la superficie frontale del corpo e la sezione trasversale della corrente) viene mantenuto costante, mentre la sfera viene posizionata a diverse distanze dalla superficie libera. Gli spostamenti nella direzione della corrente e in quella trasversale sono stati misurati contemporaneamente attraverso una telecamera ad alta risoluzione che ha permesso la ricostruzione bidimensionale delle traiettorie e l’analisi in frequenza del segnale. I risultati sottolineano un cambiamento della risposta dinamica della sfera all’aumentare della velocità media della corrente e all’avvicinarsi del corpo alla superficie libera.