Nome da Disciplina
HIDRODINÂMICA AVANÇADA
CÓDIGO
11090010
Carga Horária
90 horas
Atividade Complementar
Não
Periodicidade
Semestral
Unidade responsável
CRÉDITOS
6
CARGA HORÁRIA TEÓRICA
6
CARGA HORÁRIA OBRIGATÓRIA
6
FREQUÊNCIA APROVAÇÃO
75%
NOTA MÉDIA APROVAÇÃO
7

Ementa

Noções fundamentais. Fluidos ideais. Fluxos sob influência da viscosidade.

Objetivos

Objetivo Geral:

Apresentar conhecimentos de Hidrodinâmica com base em suas leis fundamentais.

 

Objetivos Específicos:

Transmitir ao aluno exemplos básicos de aplicação que sirvam de apoio a estudos posteriores.

Conteúdo Programático

Unidade 1 – Introdução
- Fluido como meio contínuo: sistema infinitesimal ou partícula fluida e caminho livre médio
- Densidade e pressão num ponto de um fluido
- Campo de velocidades
- Tensão de corte e lei de Newton da viscosidade

Unidade 2 – Análise dimensional e semelhança
- Teorema dos pi: aplicações simples
- Noção qualitativa de turbulência e número de Reynolds

Unidade 3 – Cinemática dos fluidos
- Abordagens de Lagrange e Euler na descrição do movimento do fluido
- Linhas de corrente, trajetórias, linhas de emissão
- Campo de aceleração
- Tensores taxa de deformação e rotação de uma partícula fluida

Unidade 4 – Equação de continuidade, vorticidade, funções potencial e de corrente
- Equação de continuidade no sistema infinitesimal e num volume de controle
- Fluxos rotacionais e irrotacionais: vorticidade
- Funções de corrente e potencial de velocidades em fluxos bidimensionais: a)campo de velocidades constante, b)fonte ou sorvedouro, c) vórtice na origem
- Potencial complexo de velocidades, relações de Cauchy-Riemman e resíduos

Unidade 5 – Fluidos ideais
- Equação de Euler para um sistema infinitesimal (partícula fluida)
- Teorema do transporte de Reynolds
- Conservação da energia e do momento para um sistema infinitesimal e para um volume de controle. Equação de Bernoulli em fluxos permanentes e não-permanentes
- Circulação e teorema de Kelvin. Vorticidade e teoremas de Helhmholtz
- Aplicações da equação de Euler: a) Hidrostática, b) Equação de Euler no referencial girante da Terra, c) Vórtice de Rankine, d) Cilindro numa superposição de um campo constante com um vórtice na origem (efeito magnus e fórmula de Joukovsky), e) Instabilidade de Kelvin, f) Ondas de gravidade, g) Ondas sonoras.

Unidade 6 – Equação de Navier-Stokes
- Tensor de Stress
- Formulação da equação de Navier-Stokes para uma partícula fluida
- Problemas estacionários introdutórios para a equação de Navier-Stokes: a) Escoamento de uma camada plana de fluido sob a ação da gravidade, b)Escoamento de fluido entre cilindros, c) Escoamento num tubo e lei de Stokes-Poiseuille
- Noções de camada limite, instabilidades no fluxo e passagem para o regime turbulento. Cascata de energia de Kolmogorov. Equação de Navier-Stokes para fluxo turbulento.

Bibliografia

Bibliografia Básica:

  • CATTANI, Mauro S. D. Elementos de mecânica dos fluídos. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2008. 155 p. ISBN 8521203586.
  • KUNDU, Pijush K. Fluid mechanics. 4. ed. Burlington: Elsevier, 2008. 872 p. ISBN 9780123737359
  • TIETJENS, O. G.; ROSENHEAD, L. (Trad.). Fundamentals of hydro- and aeromechanics. New York: Dover, 1934. 270 p.

Bibliografia Complementar:

  • SHAMES, Irwing H. Mecanica dos fluidos. [ Sao Paulo ]: Edgard Blucher; | Brasilia | : INL, [ 1973 |. 2v
  • BROWN, Robert A. Fluid mechanics of the atmosphere. San Diego: Academic Press, 1991. 489 p. (International Geophysics Series. v.47) ISBN 0121370402.
  • FEYNMAN, Richard Phillips; LEIGHTON, Robert B.; SANDS, Matthew L. Feynman lições de física =: The Feynman lectures on physics . Porto Alegre: Bookman, Artmed, 2009. 3 v. ISBN 9788577802593
  • WALLACE, J.M.; HOBBS, P.V. Atmospheric Science, An Introductory Survey. San Diego CA: Academic Press, 1977.ISBN 0127329501.
  • CHEN, Francis F. Introduction to plasma physics and controlled fusion. 2. ed. New York: Plenum, 1984. v.1 ISBN 0-306-41332-9

Turmas Ofertadas

Turma Período Vagas Matriculados Curso / Horários Professores
T1 2019 / 2 15 1 Meteorologia (Bacharelado)
Horários
ManhãTardeNoite
SEG14:00 - 14:50
14:50 - 15:40
QUA16:00 - 16:50
16:50 - 17:40
SEX16:00 - 16:50
16:50 - 17:40
DOUGLAS LANGIE DA SILVA
Professor responsável pela turma

Disciplinas Equivalentes

Disciplina Curso
HIDRODINÂMICA AVANÇADA Meteorologia (Bacharelado)

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