Mecânica dos Fluidos
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Mecânica dos Fluidos
Mecânica dos Fluidos Prof. Eduardo Loureiro, DSc. 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: www.eduloureiro.com.br 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. 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, 2006. Çengel, Y.U., Cimbala, J.M., Mecânica dos Fluidos – Fundamentos e Aplicações, Mc Graw Hill, 2007. Qualquer outro livro de Mecânica dos Fluidos será bem vindo. 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. Introdução à Mecânica dos Fluidos* Analítica Experimental Computacional U 0 DU 1 2 p U ui u j Dt Re * Baseado no trabalho original de Fred Stern, Tao Xing, Jun Shao, Surajeet Ghosh, 2004 Introdução à Mecânica dos Fluidos* HISTÓRIA As faces da Mecânica dos Fluidos Arquimedes 287 – 212 a.C. Navier 1785 - 1836 Newton 1642 - 1727 Stokes 1819 - 1903 Leibniz 1646 - 1716 Reynolds 1842 - 1912 Bernoulli 1667 - 1748 Euler 1707 - 1783 Prandtl 1875 - 1953 Taylor 1886 - 1975 Introdução à Mecânica dos Fluidos* 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 Introdução à Mecânica dos Fluidos* Tempo e clima: Tornados Fenômenos climáticos Tempestades Furacões Introdução à Mecânica dos Fluidos* Veículos: Aviões Trens de alta velocidade Navios Submarinos Introdução à Mecânica dos Fluidos* Meio ambiente: Poluição atmosférica Hidrologia Introdução à Mecânica dos Fluidos* Fisiologia e medicina: Equipamentos de assistência ventricular Bombeamento de sangue Introdução à Mecânica dos Fluidos* Esporte e recreação: Introdução à Mecânica dos Fluidos* 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 Introdução à Mecânica dos Fluidos* 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. Introdução à Mecânica dos Fluidos* Aplicações da Mecânica dos Fluidos Experimental: Túnel de vento tropical: Capaz de trabalhar em uma grande faixa de temperaturas e de simular chuvas. Introdução à Mecânica dos Fluidos* 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 Introdução à Mecânica dos Fluidos* Exemplos de simulações em computador: Vórtices tridimensionais no escoamento após um cilindro Simulação de um jato turbulento Animações Motores: Animações Motores:
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