Camada limite em superfícies lisas e inclinadas: revisitando o método da similaridade

Autores

  • Marcus Vinícius Ferreira Soares Programa de Mestrado em Meteorologia na UFRJ; Engenheiro Mecânico na Engevale Construtora.
  • Élcio Nogueira UERJ/UniFOA/AEDB
  • Luiz Cláudio Gomes Pimentel UFRJ

DOI:

https://doi.org/10.47385/cadunifoa.v14.n41.2633

Palavras-chave:

Camada Limite.Superfícies Inclinadas. Método da Similaridade.

Resumo

A análise tem como principal objetivo revisar e discutir os princípios do método da similaridade aplicado para camada limite em superfícies lisas e inclinadas, em regime laminar e regime turbulento. A ênfase se aplica aos aspectos teóricos relacionados com o conceito de similaridade, mas resultados foram obtidos com o objetivo de se comparar com fórmulas empíricas e resultados experimentais. Os aspectos relacionados com regime laminar têm como base o profundo estudo efetuado por Evans (1968), e em regime turbulento o texto de Kays e Crawford (1983). Foram obtidos resultados para perfis de velocidade e temperatura, e grandezas associadas, tais como coeficiente de atrito e número de Stanton, em função do parâmetro de gradiente de pressão e número de Prandtl. Soluções integrais, aproximadas, para camada limite turbulenta foram implementadas através da equação integral da quantidade de movimento, onde todas as propriedades do fluido foram consideradas constantes. Objetivo secundário é apresentar os aspectos principais do problema analisado por Falkner e Skan (1931), com foco no método da similaridade. Aplicamos o método de Runge-Kutta, a partir da expansão em série de potência como primeira aproximação para a solução. Focamos nossa apresentação nos procedimentos associados ao método da similaridade, apesar de apresentarmos resultados, numéricos e gráficos, em número suficiente para enfatizar a consistência dos mesmos quando aplicados para determinação de parâmetros relacionados às camadas limite térmica e hidrodinâmica, em superfícies lisas.

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Biografia do Autor

Marcus Vinícius Ferreira Soares, Programa de Mestrado em Meteorologia na UFRJ; Engenheiro Mecânico na Engevale Construtora.

Possui graduação em Licenciatura em Matemática pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2003) e Engenharia Mecânica pelo UniFOA (2015). Atualmente trabalho como Engenheiro Mecânico na Engevale Construtora. Atuou como professor concursado da Prefeitura Municipal de Volta Redonda, professor de matemática - ensino médio - Colégio Macedo Soares - Rede MV1 e professor de matemática - Secretaria de Estado de Planejamento e Gestão - Rio de Janeiro. Tem experiência na área de Matemática, com ênfase em Educação Matemática. Foi professor na Faculdade de Educação da UFF - Campi Niterói e Angra dos Reis. Possui 5 livros publicados como estagiário/professor multiplicador do Projeto Fundão - IM/UFRJ, além de várias participações em congressos/encontros nacionais e internacionais. Participou de várias pesquisas de iniciação científica nas áreas de educação e geração de energia (biodiesel). 

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Publicado

12/03/2019

Como Citar

FERREIRA SOARES, M. V.; NOGUEIRA, Élcio; GOMES PIMENTEL, L. C. Camada limite em superfícies lisas e inclinadas: revisitando o método da similaridade. Cadernos UniFOA, Volta Redonda, v. 14, n. 41, p. 17–36, 2019. DOI: 10.47385/cadunifoa.v14.n41.2633. Disponível em: https://revistas.unifoa.edu.br/cadernos/article/view/2633. Acesso em: 1 jul. 2022.

Edição

Seção

Tecnologia e Engenharias

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