Disciplina Curricular

Turbulência Turb

Diploma de Estudos Avançados em Engenharia Mecânica - DEAEMec2006

Contextos

Grupo: DEAEMec2006 > 3º Ciclo

Período:

Peso

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

O objectivo da disciplina é a de permitir aos futuros Mestres uma fina compreensão física bem como a modelação avançada, atra-vés de simulações numéricas directas (DNS) e das grandes escalas (LES), de escoamentos turbulentos, com aplicações em enge-nharia e em geofísica (atmosfera e oceanografia).

Programa

FENOMOLOGIA DA TURBULÊNCIA Energia cinética e vorticidade. Turbulência isotrópica. Cascata de energia e a teoria de Kolmogorov: isotropia local, semelhança e universalidade das escalas dissipativas. TURBULÊNCIA NO ESPAÇO ESPECTRAL Equações de Navier-Stokes no espaço de Fourier. Limitações da teoria de Kolmogorov.  ESCOAMENTOS TURBULENTOS CANÓNICOS Estruturas coerentes em camadas de mistura, jactos e escoamentos parietais.  SIMULAÇÕES NUMÉRICAS DIRECTAS E DAS GRANDES ESCALAS (DNS/LES). Tensões sub-malha. Transferência de energia no espaço de Fourier. Modelação sub-malha. Estimativas da resolução necessária e custo computacional em DNS e LES. Análise e verificação de simulações numéricas diretas e das grandes escalas.  INTRODUÇÃO À DINÂMICA DOS FLUIDOS GEOFISICOS Escoamentos estratificados e com rotação. Teorema de Proudman-Taylor, e equações de Barré e Sait-Venant. Aproximação de Boussinesq. Ondas de gravidade internas.  ESCOAMENTOS DE GRANDE ESCALA Ondas de Rossby. Camadas de Ekman. 

Metodologia de avaliação

A avaliação consiste resoluçao de problemas, num trabalho de avaliação e crítica de um artigo recente sobre física e/ou modelação da turbulência ou realização de trabalho computacional. Prova oral de apresentação do trabalho (15-20min) seguida de uma série de questões (15min) incidindo sobre o artigo, mas envolvendo também outros pontos da matéria da cadeira.