Aerodinâmica I

Apresentação

A Aerodinâmica é uma área do conhecimento técnico-científico que visa especialmente analisar e resolver problemas decorrentes das interações do ar atmosférico com objetos em movimento. Tradicionalmente, a aerodinâmica tem como campo de aplicação por excelência a engenharia aeronáutica, mas o seu campo de intervenção é bem mais vasto, encontrando também aplicação na indústria automóvel, nos sistemas de energia, no clima, no ambiente e no desporto. São exemplos de aplicação o transporte pneumático, a ação do vento sobre estruturas (edifícios, pontes, redes elétricas) e a dispersão de poluentes. Proporcionando formas de prever o comportamento dinâmico dos sistemas e equipamentos, a aerodinâmica permite melhorar a eficiência do seu funcionamento (componentes de aeronaves e de aerogeradores), aumentar a estabilidade, bem como reduzir o ruído e os consumos energéticos.

Curso

Ciências de Engenharia Aeroespacial

Grau|Semestres|ECTS

| Semestral | 5

Ano | Tipo de unidade curricular | Lingua

2 |Obrigatório |Português

Código

ULP1393-8943

Disciplinas complementares recomendadas

Matemática

Mecânica dos Fluidos

Estágio profissional

Não

Conteúdos Programáticos

Descrição dos conteúdos

1. Introdução.
   1. Relevância da Aerodinâmica na Engenharia Aeroespacial
2. Revisão de conceitos fundamentais
   1. Lei de Newton da viscosidade.
   2. Equação de Bernoulli.
   3. Semelhança e modelação.
   4. Arrasto e sustentação
3. Equações diferenciais de conservação da massa e do momento linear
4. Escoamento numa placa plana
   1. Solução de Prandtl/Blasius para a camada limite laminar
   2. Camada limite turbulenta
   3. Separação
5. Geração da sustentação em perfis alares
   1. Soluções teóricas para o escoamento invíscido
   2. Caraterísticas dos perfis.
   3. Arrasto e sustentação numa asa: Efeito da dimensão finita da asa; Vórtices marginais; Arrasto induzido 
   4. Distribuição de sustentação.
   5. Arrasto total numa aeronave. Fator de Oswald
6. Superfícies aerodinâmicas: Considerações sobre o controlo e estabilização do voo das aeronaves
7. Trabalho laboratorial
   1. Medição de velocidade e de pressão.
   2. Calibração do túnel de vento
   3. Determinação de forças aerodinâmicas por integração da distribuição de pressão

Objetivos

A unidade curricular tem por objetivo central conhecer, compreender e aplicar os princípios da Aerodinâmica á análise de questões no âmbito da Engenharia Aeroespacial.

Objetivos específicos:

- Rever os conceitos da Mecânica dos Fluidos mais relacionados com a Aerodinâmica.

- Resolver problemas com base nas equações fundamentais na forma diferencial.

- Analisar escoamentos em torno de perfis alares.

- Compreender os mecanismos que originam o arrasto e a sustentação numa aeronave.

- Reconhecer a importância da modelação experimental na engenharia aeroespacial.

- Proporcionar bases introdutórias ao projeto de aeronaves

Metodologias de ensino e avaliação

METODOLOGIA DE ENSINO: visa-se incentivar a participação e restituir a iniciativa do aluno no processo educativo da sua própria formação. A estrutura das sessões é dividida em sessões teóricas, dadas por via remota através da plataforma TEAMS, com os assuntos apresentados por meios audiovisuais, e
sessões práticas, onde os estudantes são confrontados com questões a resolver individualmente ou em grupo, com a ajuda do professor, onde poderão aplicar os conhecimentos adquiridos. Estas sessões contribuem para uma boa relação e uma maior aproximação entre docente e estudantes.

AVALIAÇÃO: Semestral, de incidência contínua ou por exame final, de acordo com o Regulamento de Avaliação de Conhecimentos da ULP.

Bibliografia principal

• White, F.M. (1999). Mecânica dos Fluidos, trad. José Carlos César Amorim, Nelson Manzanares Filho, Waldir de Oliveira - 3ª ed., McGraw-Hill, Rio de Janeiro. ISBN 85-86804-24-X
• Brederode, V. (2014). Aerodinâmica Incompressível: Fundamentos, edição do autor, Instituto Superior Técnico. ISBN 978-989-8481-32-0
• Anderson, J. D. (2011). Fundamentals of Aerodynamics, 5th Edition, McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-339810-5

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