Enunciado

Um escoamento em regime não permanente e unidimensional em uma fina camada de líquido é descrito pela equação

∂ u ∂ t + u ∂ u ∂ x = - g ∂ h ∂ x

Use uma escala de comprimento, L , e uma escala de velocidade, V 0 , para tornar esta equação adimensional. Obtenha os grupos adimensionais que caracterizam esse escoamento.

Passo 1

Partiu deixar a equação dada no enunciado adimensional? Claroo!

Vamos diferenciar tudo que for adimensional colocando um *pra gente não se perder, ta ok?

h * = h L u * = u V 0 x * = x L

Para o t a gente precisa ver com calma como vai montar a equação para adimensionalizar...Bom, o enunciado nos pede para colocar tudo em função de L e de V 0 , se a gente lembrar que V = L t podemos colocar na forma:

t = L V

E assim teremos:

t * = t L / V 0

Passo 2

Uhul!Chegamos no passo 2, onde vamos substituir as equações do passo 1 na equação do enunciado:

∂ u * V 0 ∂ t * L / V 0 + u * V 0 ∂ u * V 0 ∂ x * L = - g ∂ ( h * L ) ∂ x * L

Vamos retirando as constantes das derivadas:

V 0 L / V 0 ∂ u * ∂ t * + u * V 0 V 0 L ∂ u * ∂ x * = - g L L ∂ ( h * ) ∂ x *

V 0 2 L ∂ u * ∂ t * + u * V 0 2 L ∂ u * ∂ x * = - g ∂ ( h * ) ∂ x *

∂ u * ∂ t * + u * ∂ u * ∂ x * = - g L V 0 2 ∂ ( h * ) ∂ x *

Passo 3

O grupo adimensional que caracteriza a equação é:

g L V 0 2

Show!

Resposta

g L V 0 2

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