Introdução à Mecânica Dos Fluidos

Introdução à Mecânica dos Fluidos

1.1 Introdução

A Mecânica dos Fluidos estuda o comportamento estático e dinâmico dos fluidos - líquidos e gases. Para tal utilizam-se as leis fundamentais que governam o movimento dos fluidos, tais como a equação da conservação da massa, equação da quantidade de movimento, equação do momento da quantidade de movimento e leis de termodinâmica.

O mundo está rodeado por fluidos como água e ar essenciais para nossa vida. Neles nos deslocamos e sofremos conseqüências das alterações que se produzem naturalmente ou provocadas pelo próprio homem. Também é fundamental a presença dos fluidos na conversão, transporte e utilização da energia em diferentes campos da engenharia. Nesta seção apresenta-se uma introdução do movimento dos fluidos. O movimento dos fluidos pode ser estudado da mesma forma que o movimento de corpos sólidos usando-se as leis fundamentais da física juntamente com as propriedades físicas dos fluidos. Conforme a natureza do escoamento será a complexidade de sua análise. O

movimento das ondas do mar, furacões e tornados ou outros fenômenos atmosféricos são exemplos de escoamentos altamente complexos. Contudo, podem ser realizadas análises com relativo sucesso quando são feitas simplificações do escoamento como as que serão definidas neste capítulo. O estudo de Mecânica dos Fluidos é essencial para analisar qualquer sistema no qual o fluido produz trabalho. No projeto de veículos para transporte terrestre marítimo e especial; no projeto de turbomáquinas, na lubrificação na Engenharia Biomédica, no estudo da aerodinâmica das aves, insetos, animais e até no esporte são utilizadas as lei básicas de Mecânica dos Fluidos.

A Mecânica dos Fluidos trata das leis de forças e movimentos de fluidos, isto é, líquidos e gases.

Conclusão

Um escoamento não-viscoso é aquele no qual os efeitos da

viscosidade não influenciam significativamente o escoamento e são,

portanto, desprezados.

Os fluidos respeitam a conservação de massa, quantidade de movimento ou momentum linear e momentum angular, de energia, e de entropia. A conservação de quantidade de movimento é expressa pelas equações de Navier Stokes. Estas equações são deduzidas a partir de um balanço de forças/quantidade de movimento a um volume infinitesimal de fluido, também denominado de elemento representativo de volume.

Atualmente, o estudo, análise e compreensão da fenomenologia da maior parte dos problemas em dinâmica de fluidos e em transferência de calor, como macro-áreas que compõem a dinâmica de fluidos, são desenvolvidos através da Modelagem Computacional. Nesta, um modelo matemático é desenvolvido, com base na fenomenologia do problema considerado. A partir deste modelo, geralmente um sistema de equações diferenciais parciais ou equações diferenciais ordinárias, é desenvolvido um modelo computacional ou utilizado um código computacional comercial, para a execução de simulações numéricas, em fluidodinâmica computacional, obtendo-se assim projeções temporais da solução do problema. Esta solução é condicionado pelas condições iniciais e condições de contorno do problema, que estabelecem as condições de evolução deste no tempo e no.

A mecânica dos fluidos é o ramo da mecânica que estuda o comportamento

físico dos