Nome da Atividade
MECÂNICA DE FLUÍDOS
CÓDIGO
11100139
Carga Horária
60 horas
Tipo de Atividade
DISCIPLINA
Periodicidade
Semestral
Modalidade
PRESENCIAL
Unidade responsável
CARGA HORÁRIA TEÓRICA
4
CARGA HORÁRIA PRÁTICA
0
CARGA HORÁRIA EXERCÍCIOS
0
CARGA HORÁRIA EAD
0
FREQUÊNCIA APROVAÇÃO
75%
CARGA HORÁRIA OBRIGATÓRIA
4
CRÉDITOS
4
Ementa
Propriedades de fluidos e sua classificação; cinemática de meios contínuos; abordagem Lagrangiana e Euleriana; campos vetoriais, deformações. Dinâmica de meios contínuos : equação de continuidade e equação de momento na forma integral e diferencial, densidade; a lei de conservação de energia; sistemas fechados de equações: fluidos ideais – equações de Euler, fluidos ideais incompressíveis, processos barotrópicos fluidos com viscosidade de Newton - equações de Navier-Stokes. Fluxos potenciais e rotacionais. Análise dimensional e similaridade. Noções de fluxos laminares e turbulentos.
Objectives
Objetivo Geral:
É pressuposto que aluno matriculado nessa disciplina tenha cursado cadeiras de cálculo diferencial e integral de funções de uma e várias variáveis, de álgebra linear, de equações diferenciais ordinárias, todas a nível de graduação.Disciplina optativa do PPG em Modelagem Matemática.
Conteúdo Programático
I. Equações fundamentais da mecânica dos fluidos
1. Introdução
2. Classificação das forças;
3. O fluido como um continuo;
4. Campos de velocidade
4.1. Escoamentos 1D, 2D e 3D;
4.2. Linhas de tempo, trajetorias, linhas de emissão e linhas de corrente;
5. Noções de tensor cartesiano;
5.1. Campos de tensão;
5.2. Tensão superficial;
6. Teoria linear da viscosidade;
6.1. Fluidos newtonianos;
6.2. Fluidos não-newtonianos;
7. Descrição e classificação dos movimentos de fluidos;
7.1. Fluido viscoso e não-viscoso;
7.2. Escoamentos laminares e turbulentos;
7.3. Escoamentos compressíveis e incompressíveis;
7.4. Escoamentos externos e internos;
8. Teoria de camada limite
8.1. Conceito de camada limite;
8.2. Separação e formação de vortices;
8.3. Influëncia de gradientes de pressão
II. Equações Básicas na forma integral para um volume de controle
1. Leis básicas para um sistema;
2. Relação entre as derivadas do sistema e a formulação para o volume de controle;
3. A equação da quantidade de movimento;
4. Leis da Termodinâmica
III. Propriedades gerais das equações de Navier-Stokes
1. Derivação do princípio de similaridade de Reynolds.
2. Fluxos viscosos como soluções das equações de Navier-Stokes;
3. Equações de balanço;
4. Parâmetros adimensionais e significados físicos
IV. Soluções exatas de Navier Stokes
1. Escoamentos laminares entre placas paralelas.
2. Escoamento Hagen-Poiseulli;
3. Gradientes de pressão;
4. Tensão de cisalhamento;
5. Escoamentos potenciais;
6. Equação da quantidade de movimento de von Kármann.
V. Noções deTransição a Turbulência e escoamento turbulento
1. Origem da Turbulência
2. Efeitos importantes
3. Equação de Orr-Sommerfeld;
4. Teorema de Lord Rayleigh;
5. Escoamentos em placas planas.
6. Comprimento de mistura de Prandtl;
7. Equações de continuidade para fluidos incompressíveis.
1. Introdução
2. Classificação das forças;
3. O fluido como um continuo;
4. Campos de velocidade
4.1. Escoamentos 1D, 2D e 3D;
4.2. Linhas de tempo, trajetorias, linhas de emissão e linhas de corrente;
5. Noções de tensor cartesiano;
5.1. Campos de tensão;
5.2. Tensão superficial;
6. Teoria linear da viscosidade;
6.1. Fluidos newtonianos;
6.2. Fluidos não-newtonianos;
7. Descrição e classificação dos movimentos de fluidos;
7.1. Fluido viscoso e não-viscoso;
7.2. Escoamentos laminares e turbulentos;
7.3. Escoamentos compressíveis e incompressíveis;
7.4. Escoamentos externos e internos;
8. Teoria de camada limite
8.1. Conceito de camada limite;
8.2. Separação e formação de vortices;
8.3. Influëncia de gradientes de pressão
II. Equações Básicas na forma integral para um volume de controle
1. Leis básicas para um sistema;
2. Relação entre as derivadas do sistema e a formulação para o volume de controle;
3. A equação da quantidade de movimento;
4. Leis da Termodinâmica
III. Propriedades gerais das equações de Navier-Stokes
1. Derivação do princípio de similaridade de Reynolds.
2. Fluxos viscosos como soluções das equações de Navier-Stokes;
3. Equações de balanço;
4. Parâmetros adimensionais e significados físicos
IV. Soluções exatas de Navier Stokes
1. Escoamentos laminares entre placas paralelas.
2. Escoamento Hagen-Poiseulli;
3. Gradientes de pressão;
4. Tensão de cisalhamento;
5. Escoamentos potenciais;
6. Equação da quantidade de movimento de von Kármann.
V. Noções deTransição a Turbulência e escoamento turbulento
1. Origem da Turbulência
2. Efeitos importantes
3. Equação de Orr-Sommerfeld;
4. Teorema de Lord Rayleigh;
5. Escoamentos em placas planas.
6. Comprimento de mistura de Prandtl;
7. Equações de continuidade para fluidos incompressíveis.
Bibliografia
Bibliografia Básica:
Disciplinas Equivalentes
| Disciplina | Curso |
|---|---|
| MECÂNICA DE FLUÍDOS | Modelagem Matemática (Mestrado acadêmico) |