Disciplina

Área

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

Activa nos planos curriculares

DEAEMec2006 > DEAEMec2006 > 3º Ciclo > Turbulência

Nível

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.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

2.0 h/semana

140.0 h/semestre

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.

Bibliografia

Principal

Turbulent Flows

Stephen B. Pope

2000

Cambridge University Press,


Turbulence: the legacy of A.N.Kolmogorov

Uriel Frish

1996

Cambridge University Press


An Informal Introduction to Turbulence

Arkady Tsinober

2001

Kluwer Academic Publishers


Turbulence in Fluids

Marcel Lesieur

1997

Kluwer Academic Publishers


Turbulence em Mécanique des Fluides

Patrick Chassaing

2000

Cépaduès-Éditions


Large-Eddy Simulations in incompressible flows

P Sagaut e M Germano

2002

Springer-Verlag