Disciplina

Área

Área Científica de Termofluidos e Tecnologias de Conversão de Energia > Mecânica dos Fluídos

Activa nos planos curriculares

LEMec 2021 > LEMec 2021 > 1º Ciclo > Área Principal > Mecânica dos Fluídos II

MEGE > MEGE > 2º Ciclo > Formação em Energia Nuclear > Harmonização de Competências para Energia Nuclear > Opção > Mecânica dos Fluídos II

MEMec 2006 > MEMec 2006 > 1º Ciclo > Mecânica dos Fluídos II

Nível

Trabalho Computacional (25%), trabalho experimental (25%), exame final (50%).

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

2.0 h/semana

1.0 h/semana

0.5 h/semana

119.0 h/semestre

Objectivos

A UC é complementar à UC de Mecânica dos Fluidos I, e tem por objetivo fornecer os fundamentos físicos associados à dinâmica de escoamentos de fluidos a número de Reynolds elevado, incluindo os escoamentos de camada limite, incluindo escoamentos turbulentos completamente desenvolvidos, com especial enfase em escoamentos parietais. A UC aborda também a nível introdutório o escoamento compressível unidimensional e adiabático.

Programa

Escoamentos a números de Reynolds moderados: escoamento num cilindro circular; Características de escoamentos a número de Reynolds elevado: escoamentos invíscidos: equações de Euler; Camadas limites: escoamento de Blasius sobre uma placa plana lisa, espessura de deslocamento, Equação de Von-Kármán, método aproximado de Von-Kármán-Pohlhausen, Soluções de semelhança de Falkner-Skan, Separação de camada limite, Camadas limites axissimetricas, Esteira afastada de corpos sem sustentação, camadas de corte livres, camadas limite não estacionárias; Escoamentos turbulentos: características de escoamentos turbulentos, tensões de Reynolds, energia cinética turbulenta, cascata de energia, Turbulência parietal: analise do escoamento turbulento num canal, dados experimentais em canais e condutas: flutuações, estruturas turbulentas. Camadas de corte livres turbulentas; Escoamento compressível estacionário: escoamento de Couette compressível: parede adiabática. velocidade do som. Golpe de ariete.

Metodologia de avaliação

Trabalho Computacional (25%), trabalho experimental (25%), exame final (50%).

Pré-requisitos

Aprovação em Mecânica Aplicada I e II ou UC equivalente.

Componente Laboratorial

Realização de dois ensaios laboratoriais seguidos de resolução de problemas espeçíficos pedidos pelo corpo docente: 1) ensaio do jacto cirular com a análise do escoamento e/ou resolução de um problema neste escoamento; e 2) medição da resistência aerodinâmica de corpos não fuselados com a análise do escoamento e/ou resolução de um problema neste escoamento.

Princípios Éticos

Todos os membros do grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo o aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa Avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Componente de Programação e Computação

Exemplo de problemas numéricos a resolver pelos alunos: desenvolvimento de um código para fazer o cálculo de uma camada limite bidimensional usando diferenças finitas e o squema de Crank-Nicholson; utilização do código XFoil para calcular uma camada limite; implementação numérica do método de Von-Kármán-Pohlhausen. À luz do relatório da comissão para as competências em Computação e Programação, este trabalho compreende as competências de Abstração; Automação; Decomposição; Depuração; Generalização e Raciocínio Algorítmico. A avaliação desta componente contribui com 25% da avaliação final da UC

Componente de Competências Transversais

O trabalho a realizar no âmbito da UC contempla as seguintes competências transversais: pensamento crítico e inovador, tomada de decisão, trabalho em equipa, liderança, comunicação oral, utilização de ferramentas informáticas e multimédia e apresentação.

Bibliografia

Principal

Mecânica dos Fluidos II: Introdução à fenomenologia e modelação de escoamentos turbulentos

Carlos B. da Silva

2014

Secção de Folhas, IST


"Fluid Mechanics"

F.M. White

2016

8th edition, McGraw-Hill


"Incompressible Flow"

Ronald L. Panton

2013

4th edition, Wiley