Flettner A

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Similaridades entre Campos de Velocidade
e o Campo Eletromagnético

 

Apêndices:

  1. Obtenção das equações derivadas da equação de Navier-Stokes para condição estacionária e com simetria cilíndrica.
    .
  2. Solução da equação 9 (obtida no Apêndice A) para um Cilindro Girante de raio r1 e altura infinita (solução idealizada posto que desprezamos efeitos gravitacionais).
    .
  3. Solução da equação 9 (obtida no Apêndice A) para uma Plataforma Girante de raio R com R®¥, e altura h.
   

Apêndice A

Obtenção das equações derivadas da equação de Navier-Stokes para condição estacionária e com simetria cilíndrica.

A equação de Navier-Stokes, simplificada para um fluido incompressível e com viscosidade m constante, é dada por [7]:

Image192.gif (364 bytes)  .

(1)

B representa as forças externas, sendo em geral dado por -rÑy (y = potencial gravitacional), r a massa específica do fluido e p a pressão.

Observando-se que

Image193.gif (167 bytes) Þ 

  Condição estacionária

e

v(r,j ,z) = (0, vj , 0) Þ
.
= (0, vj , 0),/////
.
com
  u = vj   e   u = u(r,z),

   Condição de Simetria
/
/

obtemos as simplificações abaixo:

a)    .

Como

Image195.gif (436 bytes)

obtemos:

Image196.gif (222 bytes)

(2)

b)   Image197.gif (635 bytes)

Image198.gif (308 bytes)

(3)

c)    B = 0
/////////////(efeitos gravitacionais desprezíveis Û situação ideal)

(4)

////////////////(§)//////(¨)//////(©)///////(ª )
d)    Image199.gif (589 bytes)
(¨) Image200.gif (361 bytes)
.
(§) Image201.gif (504 bytes)
.
(©) Image202.gif (727 bytes)
.
//////Image203.gif (376 bytes)
.
(ª) Image204.gif (660 bytes)
.
///////Image205.gif (189 bytes)

Portanto:

Image206.gif (547 bytes)

(5)

Substituindo (2), (3), (4) e (5) em (1), temos:

Image207.gif (824 bytes)

(6)

De (6) obtemos as seguintes equações estacionárias, validas para campos com simetria cilíndrica do tipo u = u(r,z):

Image208.gif (244 bytes)

(7)

Image209.gif (162 bytes)

(8)

Image210.gif (549 bytes)

(9)

 

Referências:

[7] HUGHES, W.F., BRIGHTON, J.A., Fluid Dynamics, Mc. Graw-Hill Inc. (Shaum's Outline Series), New York, 1991, p. 54. Voltar