Mecânica dos fluidos 2

Universidade de Brasília
Faculdade de Tecnologia
Departamento de Engenharia Mecânica
Disciplina: Mecânica dos Fluidos II
Professores: Francisco Ricardo da Cunha e Gustavo Coelho Abade
Monitores: Adriano Possebon e Nuno Dias

EXPERIMENTO I
ESCOAMENTO EM TORNO DE UM CILINDRO

Gustavo Brito - 12/0119854
Jorge Heine - 12/0057174

Brasília, 25 de fevereiro de 2013.
Objetivos
* Encontrar a distribuição do coeficiente de pressão em torno do cilindro para vários números de Reynolds, medindo-se a diferença entre a pressão estática na superfície do cilindro e a pressão estática do escoamento não perturbado. Deve-se medir também a pressão dinâmica do escoamento não perturbado e determinar o coeficiente de arrasto de forma ou inercial do cilindro devido às tensões normais de compressão (distribuição de pressão na superfície do cilindro)

* Medir a força de arrasto num cilindro infinito por meio da balança do túnel de vento e calcular o valor do coeficiente de arrasto usando o valor da força medida com a balança instalada no túnel.

* Comparar a distribuição dos coeficientes de pressão teórico e experimental na superfície do cilindro.

* Comparar os valores dos coeficientes de arrasto obtidos por meio da distribuição de pressão na superfície do cilindro e da força de arrasto medida na balança (para se determinar o arrasto devido às tensões cisalhantes).

Resumo Teórico Teoria Potencial e Aplicação para o cilindro
A teoria potencial prevê que para um escoamento irrotacional ∇×u=0, ou seja, u é um campo solenoidal e pode ser escrito em termos de uma função potencial ϕ tal que u=∇ ϕ. No caso de escoamento incompressível temos que ∇.u=0, então u é um campo vetorial que pode ser escrito em termo de uma função de corrente ψ, tal que u=∇×ψ.
No caso do escoamento ser incompressível e irrotacional ao mesmo tempo, temos:
∇×u=0 e u=∇×ψ, logo: ∇×∇×ψ=0,
Mas: ∇×∇×u=∇.∇.u-∇²u , e ∇.u=0 Finalmente: -∇²ψ=0
Resolvendo para ϕ
∇.u=0 e u=∇ ϕ
∇.∇ ϕ=0 ⇒