Escoamentos exteriores Matéria: Escoamento em torno de cilindro e esfera: localização dos ponto de separação, sua influência na distribuição da pressão e coeficiente de resistência. Escoamento em torno de corpos não-fuselados. Aplicação ao desporto: bolas com efeito de spin.
Creeping flow: forças de inércia desprezáveis campo de pressões determinado pelas tensões viscosas. Escoamento de água a 1 mm/s entre placas afastadas de 1 mm.
Escoamento laminar, Re=26: para Re>5 há separação da camada limite (gradiente de pressão adverso excessivo). Pontos de separação a jusante do equador. l d Duas bolhas de separação simétricas: l Re, d Re 1/2
Escoamento laminar, Re=41: limite para escoamento estacionário. Pontos de separação a jusante do equador. Duas bolhas de separação simétricas
Escoamento laminar, Re=140: Escoamento instacionário: libertação de vórtices alternados. Estrada de von Kármán: forças oscilantes; oscilações - ruído
Escoamento em torno de um cilindro/esfera Escoamento laminar, Re=2000: Camada limite laminar, separação a montante do equador, esteira turbulenta. Escoamento separado com velocidades relativamente baixas e pressões aproximadamente uniformes e um pouco inferiores a p 2004 Mecânica dos Fluidos II Prof. António Sarmento - DEM/IST
Escoamento laminar, Re=10000: Poucas alterações para Re cinco vezes superior. Escoamento praticamente estacionário na vizinhança do corpo
Escoamento laminar, Re=15000: Camada limite laminar separa antes do equador. Camada limite permanece laminar após separação até cerca de d/2
Escoamento turbulento, Re=30000: Camada limite passa a turbulento devido a arame, separa após o equador. Separação e esteira muito menores > resistência muito menor
Esquema da separação laminar e turbulenta Filmes: Separated Flows I, II,
Distribuição do Coeficiente de pressão: c p = p ρu 2 p 2
Coeficiente de Resistência, C D =f(re) 10 1 0,1 0,01 1 10 100 10 3 10 4 10 5 10 6 Disco transversal: C D independente de Re. Porquê?
Não é possível apresentar esta imagem de momento. Escoamento em torno de corpos nãofuselados (Bluff bodies) Resistência dominada pela localização dos pontos de separação e intensidade das bolhas de separação. Pressão quase uniforme e inferior a p na zona separada. Resistência dominada pela distribuição de pressão (resistência de pressão ou de forma). Resistência de atrito (ou viscosa) pouco importante. Corpos com arestas vivas têm os pontos de separação fixos e C D pouco afectado por Re. Filme: flow sep. & vortice shedding
Não é possível apresentar esta imagem de momento. Escoamento em torno de corpos nãofuselados (Bluff bodies) Sequências do MFM: Dynamics/Dependence of forces on Re and geometry: Overview: Flow past objects Drag coefficients for different shapes Origin of drag for different shapes Drag forces on sport balls Tripping the boundary layer in spheres BL/Separation: Flow over a truck Effect of vorex shedding in structures
Escoamentos exteriores Matéria: Escoamento em torno de cilindro e esfera: localização dos ponto de separação, sua influência na distribuição da pressão e coeficiente de resistência. Escoamento em torno de corpos não-fuselados.
Escoamentos exteriores Bibliografia: White Fluid Mechanics: Última parte cap. 7