Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 10.Problemas - Ex. 13
13. Escreva as três componentes da equação de Navier-Stokes em coordenadas cartesianas em termos da pressão modificada. Insira a definição de pressão modificada e mostre que as componentes x, y e z são idênticas àquelas em termos de pressão regular. Qual é a vantagem do uso da pressão modificada?
Passo 1
Da definição de pressão modificada, que pode ser mostrada como a soma da pressão termodinâmica P, e da pressão hidrostática gh, como apresentada na equação seguinte:
Em termos de P ', como componentes da equação de Navier-Stokes em coordenadas cartesianas são escritas conforme as equações, a seguir:
Componente x:
Componente y:
Componente z:
Substituindo a equação da pressão modificada nas equações mostrada acima, temos que o termo de gravidade desapareceu nos componentes x e y. e permanecer em z, uma vez que é independente de x e y.
Então, o resultado dos três componentes da equação de Navier-Stokes torna-se:
Componente x:
Componente y:
Componente z:
Podemos observar como os componentes x, y, e z, mostrada nas equações obtidas, são equações de Navier-Stokes em função de pressão regular, com uma gravidade agindo na direção z.
Passo 2
A vantagem da utilização da pressão modificada é o termo da gravidade que desaparece da equação de Navier-Stokes, apresentando o seu manejo mais simplificado.
Resposta
Resposta em texto.