Nome da Disciplina
HIDRODINÂMICA AVANÇADA
CÓDIGO
11090047
Carga Horária
90 horas
Atividade Complementar
Não
Periodicidade
Semestral
Unidade responsável
CRÉDITOS
6
CARGA HORÁRIA TEÓRICA
6
CARGA HORÁRIA OBRIGATÓRIA
6
FREQUÊNCIA APROVAÇÃO
75%

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:

Disciplinas Equivalentes

Disciplina Curso
MECÂNICA DOS FLUÍDOS Física (Licenciatura)
HIDRODINÂMICA AVANÇADA Física (Bacharelado)

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