Disciplina
Turbulência
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.
Pré-requisitos
Componente Laboratorial
Princípios Éticos
Componente de Programação e Computação
Componente de Competências Transversais
Bibliografia
Principal
Turbulence: the legacy of A.N.Kolmogorov
An Informal Introduction to Turbulence
Turbulence em Mécanique des Fluides
Large-Eddy Simulations in incompressible flows