Dinâmica dos Fluidos II
Código
10486
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial
Créditos
6.0
Professor responsável
João José Lopes de Carvalho, José Fernando de Almeida Dias
Horas semanais
5
Total de horas
110
Língua de ensino
Português
Objectivos
Aprender conceitos e dominar técnicas analíticas em áreas específicas da Mecânica dos Fluidos tais como: Teoria da camada limite; Escoamento potencial e Escoamento compressível.
Dar continuidade e aprofundar conhecimentos já adquiridos na disciplina de Dinâmica dos Fluidos I.
Aprender a gerir o tempo limitado, quer nas aulas, quer nos momentos de avaliação.
Pré-requisitos
A boa apreensão da matéria pressupõe o domínio das matérias já versadas nas disciplinas propedêuticas de Análise Matemática, em Física I, bem como na disciplina de Dinâmica dos Fluidos I.
Conteúdo
1 - Escoamentos de camada limite: Teoria de camada limite de Prandtl. Análise integral de von Kármán. Solução exacta de Blasius. Estrutura da camada limite turbulenta. Camada limite com gradiente de pressão longitudinal. Método de Thwaites para determinação do ponto de separação.
2 - Escoamentos com potencial de velocidade: Função corrente. Função potencial de velocidade. Escoamentos potenciais planos básicos. Sobreposição de escoamentos potenciais planos básicos. Efeito de Magnus. Teorema de Kutta‑Joukowski. Aplicação da teoria dos escoamentos potenciais aos perfis alares. Método dos painéis.
3 - Escoamentos de fluidos compressíveis: Número de Mach. Escoamentos subsónicos, transsónicos, supersónicos e hipersónicos. Equações fundamentais e relações envolvendo o número de Mach. Escoamentos isentrópicos no interior de condutas com secção variável. Tubeiras de Laval. Condições críticas. Ondas de choque normais. Ondas de choque oblíquas. Generalização da teoria de Ranquine e Hugoniot. Polar de choque de Busemann. Analogia hidráulica. Número de Froude. Método das pequenas perturbações. Teoria de Ackeret.
Bibliografia
- White, F.M., “Mecânica dos Fluidos”, 4ª Ed. de McGraw-Hill, 2002.
- Oliveira, L. A. e Lopes, A. G., “Mecânica dos fluidos”, ETEP, 2006.
- Çengel, Y. A. e Cimbala, J. M., “Mecânica dos Fluidos - Fundamentos e Aplicações”, McGraw-Hill, 2007.
- John D. Anderson, Jr., “Modern Compressible Flow”, 3ª Ed. de McGraw-Hill, 2003.
Método de ensino
A exposição da matéria, utilizando o quadro e meios audiovisuais, é feita nas aulas teórico-práticas, evoluindo a matéria de uma forma teórico-prática. Isto é, imediatamente após a exposição teórica são apresentados pelo docente problemas de aplicação prática a resolver pelos alunos, com ajuda do docente, cujo objetivo é consolidar os conceitos recém‑ministrados.
Método de avaliação
A avaliação é contínua, com componente de avaliação teórico-prática constituída pela realização de três minitestes, pesando 100% para a classificação final e com nota final, NF, mínima de 9,5 valores para a dispensa do exame de recurso.
A nota final será: NF = (MT1 + MT2 + MT3) / 3
No caso de exame, se EX < 9,5 então o aluno reprova com NF = EX. As parcelas da expressão anterior são arredondadas à décima.
Os minitestes e exame são com consulta, limitada por regras definidas e divulgadas pelo docente. As transgressões ficam sujeitas ao previsto no art.º 9.º do RAC.