Para os campos de velocidade dados abaixo, determine:
a. Se o campo de escoamento é uni, bi ou tridimensional, e por quê.
b. Se o escoamento é em regime permanente ou transiente, e por quê. (a e b são constantes.)
(6)
a. Se o campo de escoamento é uni, bi ou tridimensional, e por quê.
b. Se o escoamento é em regime permanente ou transiente, e por quê. (a e b são constantes.)
(6)
Passo 1
Então, a gente tem um campo de velocidade dado por
. Nosso objetivo aqui é descobrir duas coisas:
a. Se esse escoamento é unidimensional, bidimensional ou tridimensional.
b. Se o escoamento é em regime permanente ou transiente.
Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre como os componentes da velocidade dependem das coordenadas espaciais e do tempo.
a. Se esse escoamento é unidimensional, bidimensional ou tridimensional.
b. Se o escoamento é em regime permanente ou transiente.
Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre como os componentes da velocidade dependem das coordenadas espaciais e do tempo.
Passo 2
Vamos começar com a parte a: determinar se o escoamento é uni, bi ou tridimensional. Um escoamento unidimensional depende de uma única coordenada espacial, bidimensional de duas, e tridimensional de três coordenadas.
Passo 3
Observando a expressão da velocidade
, vemos que a velocidade depende das variáveis
,
e
. Isso significa que a velocidade varia em todas as três direções espaciais.
Passo 4
Como a velocidade depende de
,
e
, o escoamento é tridimensional. Ou seja, a variação da velocidade ocorre nos três eixos espaciais, tornando o comportamento do fluxo mais complexo.
Passo 5
Agora, vamos para a parte b: verificar se o escoamento é em regime permanente ou transiente. Um escoamento em regime permanente não muda com o tempo, ou seja, as propriedades do fluxo são constantes no tempo. Já um escoamento transiente muda com o tempo.
Passo 6
No enunciado, não há nenhuma dependência temporal na expressão da velocidade
. A velocidade é expressa apenas em termos de
,
e
, sem qualquer menção ao tempo
.
Passo 7
Isso indica que as propriedades do fluxo não estão mudando com o tempo. Portanto, o escoamento é em regime permanente.
Resposta
a. O escoamento é tridimensional porque a velocidade depende das coordenadas
,
e
.
b. O escoamento é em regime permanente porque as propriedades do fluxo não variam com o tempo.
b. O escoamento é em regime permanente porque as propriedades do fluxo não variam com o tempo.