Disciplina
Modelação Teórica em Hidro e Aerodinâmica
Área
Área Científica de Termofluidos e Tecnologias de Conversão de Energia > Mecânica dos Fluídos
Activa nos planos curriculares
DEAEMec2006 > DEAEMec2006 > 3º Ciclo > Modelação Teórica em Hidro e Aerodinâmica
Nível
Exame escrito e oral.
Tipo
Não Estruturante
Regime
Semestral
Carga Horária
1º Semestre
2.0 h/semana
140.0 h/semestre
Objectivos
Modelação com a teoria de escoamento potencial de problemas com sustentação e fronteiras livres em Hidro e Aerodinâmica Aplicada.
Programa
Cinemática do campo do escoamento de um fluido. Taxa de dilatação e vorticidade. Singularidades da distribuição da taxa de dilatação: Fontes e dipolos. Singularidades da distribuição da vorticidade: Vórtices lineares e folhas de vórtices. Campo de velocidades associado às distribuições de taxa de dilatação e de vorticidade e suas singularidades. Lei de Biot-Savart. Leis do movimento de vórtices. Teorema de Kelvin. Escoamentos irrotacionais. Escoamento potencial incompressível. Equação de Laplace. Condições de fronteira. Existência e unicidade em regiões simples e multiplamente conexas. Comportamento assimptótico do potencial. Equação de Bernoulli. Força e momentos exercidos sobre um corpo pelo movimento irrotacional do fluido. Tensor de massa adicionada. Superfícies sustentadoras. Teoria bidimensional para perfis delgados. Equações integrais singulares. Escoamento não-estacionário em perfis delgados: Formulação da equação integral. Função de Theodorsen. A solução de Sears em rajada sinusoidal. Teoria linear de perfis sub e supercavitantes. Método de elementos de fronteira para escoamentos sustentadores bi e tridimensionais. Formulações a partir do Teorema de Green. Funções de Green. Implementação numérica. Aplicação a problemas estacionários e não-estacionários, com e sem cavidades. Aplicação a rotores de propulsores e turbinas eólicas.Teoria potencial linear da interacção entre ondas gravíticas e estruturas. Formulação do problema e condições de fronteira. Os problemas de radiação e difracção. Massa adicionada e amortecimento. Força e momento de excitação das ondas. Resposta de corpos flutuantes em ondas regulares e irregulares. Aplicação à extracção da energia das ondas.
Metodologia de avaliação
Exame escrito e oral.
Pré-requisitos
Componente Laboratorial
Princípios Éticos
Componente de Programação e Computação
Componente de Competências Transversais
Bibliografia
Principal
An Introduction to Fluid Dynamics
Cambridge University Press, 1970.
An Informal Introduction to Theoretical Fluid Mechanics
MIT Press. Cambridge, Massachussetts
“Ocean Waves and Oscillating Systems”