Visualização de escoamentos e Linhas características

Apresentação em tema: "Visualização de escoamentos e Linhas características"— Transcrição da apresentação:

1 Visualização de escoamentos e Linhas características
Prof. Vitor Kleine

2 Introdução Grande parte do entendimento dos fenômenos e das conclusões obtidas nos experimentos são devidos a visualização do escoamento Em geral não é possível (ou barato) obter todas as grandezas em todos os pontos do escoamento

3 Introdução Serão apresentados quatro tipos de curvas de visualização de escoamento: Linhas de corrente (do inglês, streamlines); Linhas de trajetória (do inglês, pathlines); Linhas de tempo (do inglês, timelines); Linhas de traço (do inglês, streaklines).

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5 Partículas passivas Marcadores: Partículas passivas: Particulados
Pequenas bolhas Corantes Jatos de fumaça etc Partículas passivas: Idealização Não altera o escoamento Não trocam Quant. de Mov. com o fluido Sem inércia Apenas carregada pelo escoamento

6 Vídeo NSF 3 min – 6 min Escoamento estacionário

7 Linhas de tempo (timelines)
Curva obtida através da evolução de marcadores dispostos continuamente no espaço (diversos pontos) em um determinado instante de tempo “Segue” um conjunto de partículas ao longo do tempo

8 Linhas de tempo (timelines)

9 Linhas de corrente (streamlines)
Curva tangente ao vetor velocidade em cada ponto Linhas de corrente não se cruzam (vetor velocidade é único em um ponto)

10 Linhas de corrente (streamlines)

11 Linhas de corrente (streamlines)
Definidas para um determinado instante de tempo Caso estacionário Linhas de corrente não variam com o tempo Trajetória de partículas passivas coincide com linhas de corrente – partículas passivas não cruzam linhas de corrente Caso não-estacionário Linhas de corrente variam com o tempo Linhas de trajetórias podem cruzar linhas de corrente

12 Linhas de trajetória (pathlines)
Curva coincidente com a trajetória de uma partícula escolhida Linha que registra a posição da partícula por um determinado intervalo de tempo Podem ser obtidas, por exemplo: Fotografia de longa exposição Sequências estroboscópicas de fotografias

13 Linhas de trajetória (pathlines)

14 Linhas de trajetória (pathlines)

15 Linhas de trajetória (pathlines)

16 Linhas de traço (streaklines)
Curva obtida através da liberação contínua de marcadores (corante, fumaça, bolhas etc) em um determinado ponto no interior do fluido Linha que registra a posição do conjunto de partículas que passaram por um determinado ponto por um determinado intervalo de tempo

17 Linhas de traço (streaklines)

18 Linhas de traço (streaklines)

19 Coincidências Caso estacionário Caso não-estacionário
Linhas de corrente não variam com o tempo Linhas de traço, linhas de trajetória e linhas de corrente coincidem Partículas liberadas de um mesmo ponto (em instantes diferentes) descrevem exatamente o mesmo percurso (que é tangente ao vetor velocidade em cada ponto) Caso não-estacionário Linhas de corrente variam com o tempo Linhas de traço, linhas de trajetória e linhas de corrente não coincidem

20 Coincidências