Admitindo que o escoamento seja invíscido, determine os coeficientes de sustentação,
, e arrasto,
, em função de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que pede para determinar os coeficientes de sustentação (
) e de arrasto (
) assumindo que o escoamento é invíscido. Isso significa que estamos trabalhando com fluxo sem viscosidade, um conceito da aerodinâmica. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de sustentação, arrasto e como eles se relacionam com o parâmetro
.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o coeficiente de sustentação,
. Em um escoamento invíscido, a sustentação é gerada principalmente pela circulação ao redor da asa. A teoria de Kutta-Joukowski nos diz que a sustentação por unidade de área (
) é proporcional à densidade do fluido (
), à velocidade do fluxo (
) e à circulação (
):
O coeficiente de sustentação é definido como:
Substituindo
na equação:
Onde
é a envergadura da asa. Se
está relacionado à circulação, podemos expressar
em função de
diretamente.
Passo 3
Agora, sobre o coeficiente de arrasto,
. Em um fluxo invíscido idealizado, de acordo com o paradoxo de D’Alembert, não há arrasto devido a efeitos viscosos. Ou seja, o arrasto total seria zero:
Resposta
Portanto, os coeficientes de sustentação e de arrasto em função de
são:
Exercícios relacionados
(a)
Duas fontes sonoras são separadas por uma distância de
, emitem ondas sonoras de mesmo comprimento de onda
e de mesma fase. Um detector é colocado em eixo perpendicular à direção de propagação das ondas. A distância do eixo ao eixo das fontes é
.
Encontre: b) A diferença de fase para os pontos onde a interferência é destrutiva no eixo do detector.
Encontre: b) A diferença de fase para os pontos onde a interferência é destrutiva no eixo do detector.
Admitindo que as propriedades
e
são constantes no campo do escoamento e definindo as variáveis adimensionais:
onde
é um comprimento de referência,
é a temperatura da parede (também admitida constante), enquanto
e
correspondem a velocidade e temperatura do escoamento não-perturbado, respectivamente.
Mostre que a eq. de conservação da energia adimensional pode ser escrita na forma:
Mostre que a eq. de conservação da energia adimensional pode ser escrita na forma:
onde os parâmetros adimensionais
e
são definidos como:
Determine: O ângulo de ataque de sustentação nula,
.