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


Escola Politécnica
 
Engenharia Naval e Oceânica
 
Disciplina: PNV3323 - Hidrodinâmica I
Hydrodynamics I

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2016 Desativação:

Objetivos
Apresentar conceitos, princípios fundamentais e técnicas de estimativa da resistência de navios de deslocamento ao avanço e do desempenho de propulsores tipo hélice.
 
To present concepts, fundamental principles and estimation techniques for displacement ships advance resistance and screw propellers performance.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
3116425 - Gustavo Roque da Silva Assi
 
Programa Resumido
O programa da disciplina abarca fundamentos e técnicas de estimativa simplificadas da resistência de cascos de deslocamento ao avanço e do desempenho de propulsores tipo hélice. Algumas teorias que estruturam tal conhecimento são apresentadas e/ou revistas, como Teoria Linear de Ondas, Teoria da Camada Limite, Teoria do Disco Atuador, Teoria de Elementos de Pás e uma introdução à Teoria de Circulação. Os conceitos são reforçados por alguns experimentos sobre ondas conduzidos em uma disciplina de laboratório.
 
The course program comprises fundamentals and simplified estimation techniques for displacement ships advance resistance and screw propellers performance. Some theories that structures this knowledge are presented and/or reviewed, as Linear Waves Theory, Boundary Layer Theory, Actuator Disk Theory, Blade Elements Theory and an introduction to Circulation Theory. The concepts are reinforced with some experiments about waves conducted in a laboratory course.
 
 
Programa
• Transmissão de energia do navio de deslocamento em avanço para o fluido: efeitos inerciais-gravitacionais na geração de ondas; efeitos inerciais-viscosos na formação da camada limite e esteira.
• Teoria da Semelhança aplicada à estimativa da resitência ao avanço; conceituação de resistência de ondas e resistência viscosa; relação entre os correspondentes coeficientes não dimensionais de resitência e os números de Froude e Reynolds; conceituação de resistência de atrito e resistência residual e do fator de forma associado à resistência viscosa .
• Teoria Linear de Ondas; configuração cinemática e geométrica do sistema de ondas próprias; considerações sobre estratégias de estimativa da resistência de ondas com base no sistema de ondas próprias.
• Breve revisão de Teoria de Camada Limite; considerações sobre efeitos de turbulência; uso de fórmulas consagradas para estimativa da resistência de atrito.
• Breve descrição de métodos para estimativa da resistência ao avanço.
• Método experimental por reboque de modelo em escala reduzida em tanques de provas para estimativa da resistência residual; introdução ao uso de séries sistemáticas para cascos.
• Geometria do propulsor tipo hélice.
• Teorias do Disco Atuador.
• Teoria de Elementos de Pás.
• Breve introdução à Teoria da Circulação.
• Fundamentos de cavitação.
• Teoria da Semelhança aplicada à estimativa do desempenho do propulsor, incluindo formação de empuxo propulsor e torque resistente e incepção de cavitação.
• Método experimental por ensaio de água aberta com modelo em escala reduzida em tanques de provas para estimativa do desempenho do propulsor; introdução ao uso de séries sistemáticas para hélices.
• Método experimental por ensaio de incepção de cavitação e queda de empuxo com modelo em escala reduzida em túneis de cavitação; consideração de efeitos de cavitação.
 
• Energy transmission from the displacement ship in advance to the fluid: gravitational-inertial effects in the wave generation; viscous-inertial effects in the formation of the boundary layer and wake.
• Similarity Theory applied to the estimation of the advance resistance; conceptualization of wave and viscous resistances; relation of the corresponding nondimensional resistance coefficients with Froude and Reynolds numbers; conceptualization of friction and residual resistances and of viscous form factor.
• Linear Wave Theory; kinematic and geometrical configuration of the ship wave system; comments about approaches for the estimation of the wave resistance from the wave system.
• Brief review of Boundary Layer Theory; comments about turbulence effects; use of classical formulas for estimating friction resistance.
• Brief description of methods for estimating ship advance resistance.
• Experimental method consisting in running reduced scale models in towing tanks for the estimation of residual resistance; introduction to the use of hulls systematic series.
• Screw propeller geometry.
• Actuator Disk Theories.
• Blade Elements Theory.
• Brief introduction to Circulation Theory.
• Fundamentals of cavitation.
• Similarity Theory applied to the estimation of the propeller performance, including the generation of thrust and resistant torque, as well as cavitation inception.
• Experimental method for the estimation of the propeller performance through running reduced scale models in open waters in towing tanks; introduction to the use of systematic series for screw propellers.
• Experimental method for the estimation of cavitation inception and thrust drop through tests with reduced scaled models in cavitation tunnels; consideration of cavitation effects.
 
 
Avaliação
     
Método
A avaliação do curso será feita através de provas escritas, sendo que, a critério do docente, uma das provas poderá ser substituída por um conjunto de exercícios.
Critério
MF = MP, onde:
MF = média final; MP = média das provas, sendo que, a critério do docente, a nota de uma das provas poderá ser substituída pela média de um conjunto de exercícios.
Norma de Recuperação
Prova.
 
Bibliografia
     
• Bertram, V (2000).  Practical Ship Hydrodynamics.  Butterworth-Heinemann, London/UK.
• Carlton, J S (2007). Marine Propellers and Propulsion. Elsevier / Butterworth-Heinemann, 2nd. Edition, USA.
• Kerwin, J E; Hadler, J B (2010). Principles of Naval Architecture: Propulsion. SNAME, USA.
 

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