Enunciado

A velocidade do fluido, u, em qualquer ponto em uma camada-limite depende da distância, y , do ponto acima da superfície, da velocidade da corrente livre, U , e do gradiente de velocidade da corrente livre, d U / d x , da viscosidade cinemática do fluido, υ , e daespessura da camada­limite, δ . Quantos grupos adimensionais são requeridos para descrever este problema? Determine: (a) dois grupos Π por inspeção, (b) um grupo Π que é um grupo­padrão em mecânica dos fluidos, e (c) quaisquer grupos Π remanescentes usando o teorema Pi de Buckingham.

Passo 1

Nessa questão nós temos o perfil da camada limite e queremos encontrar dois grupos π por inspeção. Onde um é um grupo padrão de mecânica de fluidos e o outro um grupo adimensional. Vamos lá!

Passo 2

Dois grupos π   que já podemos observar são:

u U   e y δ

Um grupo sem dimensão comum na mecânica de fluidos é U δ v (número de Reynolds)

Usando o procedimento Buckingham temos que o número de parâmetros é:

n = 6

Selecionando as dimensões primárias M ,   L ,   t :

r = 3

E os parâmetros repetidos:

m = 2

Passo 3

Então nós temos n   -   m   =   4 grupos sem dimensão. Por inspeção temos:

π 1 = u U

π 2 = y δ

π 1 = d U d y δ U

π 4 = v δ U

Ah, e aqui não vai ser necessário verificar usando F ,   L ,   t como dimensões primárias. \o/

Resposta

π 1 = u U

π 2 = y δ

π 1 = d U d y δ U

π 4 = v δ U

Ver Outros Exercícios desse livro