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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Engenharia Mecânica
 
Disciplina: PME2557 - Aerodinâmica
Aerodynamics

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2005 Desativação:

Objetivos
Nesta disciplina os conceitos básicos de aerodinâmica aplicados para o estudo do escoamento em torno de fólios, asas e corpos rombudos são apresentados. Conceitos de aerodinâmica subsônica são desenvolvidos ao longo da primeira parte do curso. A seguir, conceitos básicos de aerodinâmica compressível são apresentados. A ênfase do curso é voltada para escoamentos externos.
 
Docente(s) Responsável(eis)
2085600 - Ernani Vitillo Volpe
73941 - Jose Augusto Penteado Aranha
93439 - Julio Romano Meneghini
 
Programa Resumido
Equações fundamentais. Método dos painéis de fontes/sorvedouros, método painéis de vórtices. Aerofólios e asas finitas. Teorema de Helmholtz, Teoria da sustentação de Prandtl. Escoamento tridimensional incompressível. Escoamento ao redor de corpos rombudos. Escoamento compressível. Ondas de choque. Formulação das equações de transporte para escoamento compressível.
 
Programa
Equações fundamentais: equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia; vorticidade e circulação. Coeficientes de força e momento adimensionais. Escoamento potencial: equação de Laplace e Poisson, sobreposição de escoamentos planos elementares, método dos painéis de fontes/sorvedouros, Paradoxo de D'Alembert. Escoamento ao redor de aerofólios: nomenclatura de aerofólios, a condição de Kutta, teorema de Kutta-Joukowski e Kelvin, vórtice inicial, teoria clássica do aerofólio esbelto, aerofólio com cambagem, método painéis de vórtices. Escoamento ao redor de asas finitas: arrasto induzido e efeito "downwash", filamentos de vórtices, lei de Biot-Savart e teorema de Helmholtz, teoria da sustentação de Prandtl. Escoamento tridimensional incompressível. Escoamento ao redor de corpos rombudos: conceitos de separação do escoamento, formação de vórtices, arrasto de forma e de atrito, número de Strouhal. Fundamentos de escoamento compressível. Ondas de choque normais. Ondas de choque oblíquas e ondas de expansão Prandtl-Meyer. Escoamento compressível ao redor de aerofólios. Formulação das equações de transporte para o escoamento compressível.
Metodologia: Aulas expositivas e apresentação de simulações numéricas.

PME2557 - Aerodynamics
Governing equations: mass, momentum and energy balances, vorticity and circulation. Dimensionless force and momentum coeficients. Potential flow: Laplace and Poisson equations, elementary 2-D flows superposition, source/sink panel method, D'Alembert paradox. Flow around airfoils: nomenclature, Kutta condition, Kutta-Joukowski and Kelvin theorem, starting vortex, thin airfoil classical theory, cambered airfoils, vortex panel method. Flow around finite wings: induced drag and downwash effect, vortex filaments, Biot-Savart law and Helmholtz theorem, Prandtl lifting theory. Incompressible 3-D flows. Flow around bluff bodies: flow separation concept, vortex formation, shape and friction drag, Strouhal number. Fundamentals of compressible flow. Normal shockwaves. Oblique shockwaves and Prandtl-Meyer expansion fans. Compressible flow around airfoils. Transport equations for compressible flow.
Methodology: theory classes and numerical simulation presentations.
 
Avaliação
     
Método
Provas escritas e trabalhos de simulação numérica / Written tests and numerical simulation works.
Critério
Média das notas das provas escritas e trabalhos / Average of written tests and works.
Norma de Recuperação
Uma prova escrita / One written test.
 
Bibliografia
     
Anderson, J.D. "Fundamentals of Aerodynamics", 2nd ed. McGraw Hill, 1991.
Katz, J. & Plotkin, A. "Low-speed aerodynamics", 1st. ed. McGraw Hill, 1991.
Anderson, J.D. "Modern Compressible Flow with Historical Perspective", 2nd ed. McGraw Hill, 1991.
 

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