CINEMATICA DOS FLUIDOS

CINEMÁTICA DOS FLUIDOS

Para o estudo da cinemática dos fluidos considera-se que estes são formados por partículas, cada uma contendo várias moléculas. Devemos tratar o fluido como sendo um meio contínuo composto por partículas fluidas que interagem entre si e com o meio.
Daí, estudaremos a movimentação das partículas ao invés da movimentação das moléculas, assim como qualquer propriedade do fluido (massa específica, velocidade e aceleração) será formulada em função das partículas.

 Campo de Velocidade e Aceleração de Controle

Diferente da mecânica dos sólidos onde, em termos de velocidade, se analisa as partículas ou os sistemas individualmente, na mecânica dos fluidos é analisado a velocidade em forma de campo, onde na cinemática tratamos os fluidos como sendo partículas fluidas. Pelo fato do fluido apresentar várias moléculas em movimento, se torna inviável a análise individual das mesmas. Daí, através da velocidade e da aceleração, determinadas pelo movimento dessas partículas em função do tempo, é possível encontrar o escoamento.
O campo da velocidade está definido como a variável mais importante do escoamento, e pode ser determinado em coordenadas cartesianas:

Onde

e

são as componentes do vetor velocidade nas direções

e .

Daí, sendo a velocidade um vetor, logo ela apresenta módulo, direção e sentido, onde o módulo pode ser descrito por:

Nas literaturas, encontram-se duas maneiras para a análise dos problemas da mecânica dos fluidos. A primeira é a descrição euleriana que esta relacionada ao campo do escoamento, onde se faz necessário a descrição completa dos parâmetros necessários, como pressão, massa específica e velocidade. Daí obtém-se informação do escoamento
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em relação do que acontece em pontos fixos no espaço durante a movimentação das partículas por esses pontos. Já a segunda é a descrição lagrangeana onde são identificadas as partículas e seguindo seu movimento determinam-se suas propriedades.