Disciplina

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

Batchelor, G.K..

1970

Cambridge University Press, 1970.


An Informal Introduction to Theoretical Fluid Mechanics

Lighthill, J.

1986

Claredon Press, Oxford


Marine Hydrodynamics

Newman, J.N.

1978

MIT Press. Cambridge, Massachussetts


Low-Speed Aerodynamics

Katz, J., Plotkin A.

2001

Cambridge University Press


“Ocean Waves and Oscillating Systems”

Falnes, J.

2002

Cambridge University Press