Description
Objetivos
Introdução à ciência da mecânica dos fluidos a partir de primeiros princípios da física clássica, incluindo os escoamentos de camada limite bidimensional.
Programa
Meio contínuo. Densidade, velocidade, e energia interna. Equações termodinâmica. Teorema de Leibnitz; Cinemática do movimento num fluido: ponto de vista Lagrangeano e Euleriano, derivada material. Taxa de deformação e taxa de expansão. Função de corrente e potencial de velocidade; Equação da continuidade e da quantidade de movimento, pressão e tensor das tensões viscosas. Forma diferencia e integral das equações da continuidade, quantidade de movimento, momento angular e energia; Fluidos Newtonianos e as equações de Navier-Stokes. Equação de Bernoulli. Escoamento de Couette; Análise dimensional. Teorema dos Pis. Camadas limites e introdução à teoria dos perfis alares: escoamento de Blasius sobre uma placa plana lisa, espessura de deslocamento, Equação de Von-Kármán, método aproximado de Von-Kármán- Pohlhausen, Soluções de semelhança de Falkner-Skan, Separação de camada limite. Introdução aos escoamentos turbulentos. Camada limite turbulenta.
Pré Requisitos
Aprovação em Mecânica Aplicada I e II ou UC equivalente.
Competências Transversais
O trabalho a realizar no âmbito da UC contempla as seguintes competências transversais: pensamento crítico e inovador, tomada de decisão, trabalho em equipa, liderança, comunicação oral, utilização de ferramentas informáticas e multimédia e apresentação.
Componente Laboratorial
Realização de um ensaio laboratorial seguido de resolução de problemas espeçíficos pedidos pelo corpo docente: ensaio do jacto cirular com a análise do escoamento e/ou resolução de um problema neste escoamento.
Componente de Programação
Exemplo de problemas numéricos a resolver pelos alunos: desenvolvimento de um código para fazer o cálculo de uma camada limite bidimensional usando diferenças finitas e o squema de Crank-Nicholson; utilização do código XFoil para calcular uma camada limite; implementação numérica do método de Von- Kármán-Pohlhausen. À luz do relatório da comissão para as competências em Computação e Programação, este trabalho compreende as competências de Abstração; Automação; Decomposição; Depuração; Generalização e Raciocínio Algorítmico. A avaliação desta componente contribui com 35% da avaliação final da UC
Princípios Éticos
Todos os membros do grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo o aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa Avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.