Mecânica dos Fluidos. Prof. Eduardo Loureiro, DSc.

Transcrição

1 Mecânica dos Fluidos Prof. Eduardo Loureiro, DSc.

2 Apresentação Objetivos Introdução à Mecânica dos Fluidos. Apresentação dos seus princípios fundamentais. Demonstrar como estes princípios são usados no projeto de componentes hidráulicos simples. Programa Aulas teóricas e de exercícios. Notas de Aula Fornecem conteúdo simplificado dos conceitos e idéias. Disponíveis no site: Listas de Exercícios Exercícios propostos. Também disponíveis no site acima. Sistema de Unidades Será utilizado preferencialmente o Sistema Internacional de Unidades, SI. Eventualmente, alguns exemplos podem utilizar o Sistema Inglês de Unidades.

3 Apresentação Livros É muito importante a leitura complementar em livros de Mecânica dos Fluidos, necessária na solução dos exercícios e na consolidação do aprendizado. Os livros que norteiam a exposição dos assuntos vistos neste curso são: Fox, R. W., McDonald, A. T., Pritchard, P. J., Introdução à Mecânica dos Fluidos, LTC Editora, Çengel, Y.U., Cimbala, J.M., Mecânica dos Fluidos Fundamentos e Aplicações, Mc Graw Hill, Qualquer outro livro de Mecânica dos Fluidos será bem vindo.

4 Provas Sempre nas semanas de provas. Segunda chamada: Será dada uma segunda oportunidade aos alunos que, por motivo de ordem superior, não puderem comparecer no dia da prova. Esta oportunidade, se for o caso, acontecerá depois de realizado o 2º EE, e contemplará todo o assunto, servindo como reposição tanto do 1º como do 2ºEE.

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9 Analítica Experimental Computacional U 0 DU Dt 1 Re 2 p U u u i j * Baseado no trabalho original de Fred Stern, Tao Xing, Jun Shao, Surajeet Ghosh, 2004

10 HISTÓRIA As faces da Mecânica dos Fluidos Arquimedes a.c. Newton Leibniz Bernoulli Euler Navier Stokes Reynolds Prandtl Taylor

11 Os fluidos estão presentes em: Tempo e clima Veículos: automóveis, trens, navios, aviões, etc. Meio ambiente Fisiologia e medicina Esportes e recreação Muitos outros exemplos

12 Tempo e clima: Tornados Tempestades Fenômenos climáticos Furacões

13 Veículos: Aviões Navios Trens de alta velocidade Submarinos

14 Meio ambiente: Poluição atmosférica Hidrologia

15 Fisiologia e medicina: Equipamentos de assistência ventricular Bombeamento de sangue

16 Esporte e recreação:

17 MECÂNICA DOS FLUIDOS ANALÍTICA: Formulação de um modelo matemático para descrever o problema; Envolve a análise diferencial e de Volume de Controle. Soluções exatas apenas para condições e geometrias simplificadas; Soluções aproximadas para problemas práticos: Relações empíricas usando dados experimentais

18 MECÂNICA DOS FLUIDOS ANALÍTICA: Conteúdo: Definição de Fluido e conceitos fundamentais; Hidrostática. Dinâmica dos fluidos; Princípios de Continuidade, momentum e energia. Análise dimensional e semelhança. Equação de Bernoulli Cálculo de perda de carga em tubulações Arrasto e sustentação.

19 Aplicações da Mecânica dos Fluidos Experimental: Túnel de vento tropical: Capaz de trabalhar em uma grande faixa de temperaturas e de simular chuvas.

20 Aplicações da Mecânica dos Fluidos Experimental: Exemplo de aplicação industrial Túnel de vento criogênico da NASA. Simula condições de vôo para modelos em escala uma ferramenta essencial para projeto de aeronaves. Aplicação no ensino Laboratório de dinâmica dos fluidos

21 Exemplos de simulações em computador: Vórtices tridimensionais no escoamento após um cilindro Simulação de um jato turbulento

22 Animações Motores:

23 Animações Motores: