Plano de Estudos
Física dos Meios Contínuos FMCon
Contextos
Groupo: 4_LMA 2022/23 a 2027/28 > 1º Ciclo > Ramos > Ramo de Aplicações Fundamentais com Minor em Física > 565_Minor em Física
Groupo: 4_LMA 2022/23 a 2027/28 > 1º Ciclo > Ramos > Ramo de Estatística e Investigação Operacional com Minor em Física > 565_Minor em Física
ECTS
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
A – Princípios fundamentais da dinâmica de fluídos. B – Aplicação a um leque abrangente de fenómenos em Física e Engenharia. C – Resolução de problemas do ponto de vista teórico (analítico) e computacional. D – Relação entre várias áreas da Física
Programa
1. Introdução e visão geral da unidade curricular 2. Dinâmica de fluidos. Conservação da massa e equação da continuidade. Equação de Navier-Stokes. Operador derivada material. Pressões e viscosidade. Semelhança dinâmica. 3. Fluido ideal. Equação de Euler. O teorema e a equação de Bernoulli. 4. Escoamento potencial. O teorema da circulação de Kelvin. Sobreposição. Fontes e sumidouros. Soluções da equação de Laplace em 2d e em 3d. Efeito de Magnus. Forças de elevação e de arrasto. 5. Escoamento laminar. Escoamento laminar plano. Escoamento laminar cilíndrico. Equação de Stokes. Escoamento à volta de uma esfera e lei de Stokes. 6. Vorticidade e camadas limite. Linhas de vorticidade. Camadas limite. Separação das camadas limite e formação de turbilhões. Equações da camada limite.
Método de Avaliação
AVALIAÇÃO CONTÍNUA: Projeto final (40%) e Exame Final (60%). Cada exercício resolvido nas aulas TP vale até 2 valores para a nota final, diminuindo o peso respetivo do exame, até ao máximo de 8 valores. O projeto final consiste na apresentação oral de um tópico escolhido pelos alunos dentro do contexto da unidade curricular que não seja abordado no programa. Este projecto deve ser desenvolvido em grupos de 4 a 5 alunos. A avaliação do projeto final está dividida em três componentes: relatório, apresentação oral e demonstração prática. O relatório deve descrever o trabalho desenvolvido (max 10 páginas). Este deve ser entregue até 1 semana antes da apresentação. A apresentação oral é feita em aula. Os alunos devem expôr o trabalho que fizeram, explicar a demonstração prática em aula e explicar como esta se relaciona com o tema escolhido e com a unidade curricular. A demonstração prática pode ter um carácter menos rigoroso, mas deve representar de maneira geral a física do problema abordado e como se relaciona com o tema. A nota (0-20) do projeto é a média das três componentes. Durante as aulas TP, os exercícios propostos nas séries de problemas serão resolvidos no quadro pelos alunos. A resolução satisfatória de cada exercício poderá valer até 1 valor na classificação final. Caso o aluno responda satisfatoriamente a perguntas adicionais, não incluídas nas séries de problemas, poderá obter mais 1 valor, perfazendo um máximo de 2 valores por intervenção. Cada aluno poderá acumular, através desta componente, um máximo de 8 valores, estando a pontuação limitada a 2 valores por série de problemas. Para poder beneficiar desta componente da avaliação, é obrigatória a presença em, pelo menos, 2/3 das aulas TP. Alunos que não participem na avaliação contínua: Exame final (100%)
Carga Horária
Carga Horária de Contacto -
Trabalho Autónomo - 105.0
Carga Total -
Bibliografia
Principal
- Biomedic Fluid Dynamics: Flow and Form. Opção mais focada em problemas da biomédica. Bom balanço entre uma abordagem conceptual e matemática.: Troy Shinbrot 2019 Oxford University Press
- Fluid Dynamics for Physicists. O livro de texto aborda um grande número de aplicações.: T E Faber 1995 Cambridge University Press
- Elementary Fluid Dynamics. Opção para livro de texto, com sabor matemático a nível elementar. Cobre os temas discutidos nas aulas.: D J Acheson 1990 Oxford Applied Mathematics and Computing Science Series, OUP
Secundária
- Fluid Mechanics. Chancela da Escola de Landau. Avançado, como os outros livros da série.: L D Landau 1987 Landau and Lifshitz Course of Theoretical Physics, Volume 6, Pergamon Press
- Fluid Mechanics. Fundamentals and Applications (3rd ed): Yunus A. Çengel and John M. Cimbala 2014 McGraw-Hill series in Mechanical Engineering
- Theoretical Microfluidics. Experiências de Micro e Nanotecnologia, TU of Denmark. Área de investigação atual.: H Bruus 2008 Oxford Master Series in Physics, OUP