Plano Departamental

1. Introdução ao cálculo tensorial: Relação épsilon/delta de Kronecker; permutação; transformação linear; fundamento de tensores; tensor transposto; transformação de coordenadas; autovetores de um tensor; tensor identidade; raízes da equação característica de um tensor; autovalores.
2. Estática dos fluidos: Pressão e gradiente de pressão; equilíbrio de um elemento de fluido; distribuições de pressão hidrostática; medições de pressão; manometria; sistemas hidráulicos, forças hidrostáticas em superfícies planas; forças hidrostáticas em superfícies curvas; forças hidrostáticas em camadas de fluidos; empuxo e estabilidade; variação de pressão num fluido com movimento de corpo rígido.
3. Dinâmica dos fluidos elementar: Segunda lei de Newton; força ao longo de uma linha de corrente; aplicação de força na direção normal à uma linha de corrente; pressão estática, dinâmica, de estagnação e total; exemplos da aplicação da equação de Bernoulli; a linha de energia ou de carga total e a linha piezométrica; restrições para a utilização da equação de Bernoulli.
4. Relações integrais para um volume de controle: Leis físicas básicas da mecânica dos fluidos; o teorema de transporte de Reynolds; conservação da massa; a equação da quantidade de movimento linear; o teorema da quantidade de movimento angular; a equação da energia; escoamento sem atrito – a equação de Bernoulli.
5. Relações diferenciais para escoamento de fluidos: cinemática dos elementos fluidos; o campo de aceleração de um fluido; a equação diferencial da conservação da massa; a equação diferencial da quantidade de movimento linear; a equação diferencial da quantidade de movimento angular; a equação diferencial da energia; condições de contorno para as equações básicas; a função corrente; vorticidade e irrotacionalidade; escoamentos irrotacionais sem atrito; alguns escoamentos viscosos incompressíveis; introdução à Dinâmica de Fluidos Computacional.
6. Semelhança, análise dimensional e modelos: Análise dimensional; o teorema Pi de Buckingham; determinação dos termos Pi; determinação dos termos Pi por inspeção; grupos adimensionais importantes na mecânica dos fluidos; adimensionalização das equações básicas; correlação de dados experimentais; modelos e semelhança; semelhança baseada nas equações diferenciais.
7. Escoamento viscoso em dutos: Regimes de número de Reynolds; escoamentos viscosos internos e externos; perda de carga – o fator de atrito; escoamento laminar totalmente desenvolvido em um tubo; modelagem da turbulência; solução para escoamento turbulento; exemplos de escoamentos em tubos; escoamento em dutos não circulares; perdas localizadas em sistemas de tubulações; sistemas com múltiplos tubos; medição da vazão em tubos.
8. Escoamento ao redor de corpos imersos: Efeitos da geometria e do número de Reynolds; cálculos baseados na quantidade de movimento integral; as equações de camada-limite; a camada-limite sobre uma placa plana; camadas-limite com gradiente de pressão; escoamentos externos experimentais; arrasto; sustentação.
9. Escoamento potencial e dinâmica dos fluidos computacional: Soluções elementares de escoamento plano; superposição de soluções de escoamento plano; escoamentos planos em torno de formatos de corpo fechado; outros escoamentos potenciais planos; imagens; teoria do aerofólio; escoamento potencial com simetria axial; análise numérica.
10. Escoamento compressível: Gases perfeitos; número de Mach e velocidade do som; escoamento permanente adiabático e isentrópico; escoamento isentrópico com variações de área; a onda de choque normal; operação de bocais convergentes e divergentes; escoamento compressível com atrito em dutos; escoamento sem atrito em dutos com troca de calor; escoamento supersônico bidimensional; ondas de expansão de Prandtl-Meyer.

1. White, F. M., 2018, Mecânica dos Fluidos, 8ª Edição, Porto Alegre: McGraw-Hill Education.
2. Fox, R. W., Pritchard, P. J., McDonald, A. T., Mitchell, J. W., 2018, Introdução à Mecânica dos Fluidos, 9ª Edição, RJ: Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda.
3. Munson, B. R., Young, D. F., Okiishi, T. H., 2017, Fundamentos da Mecânica dos Fluidos, 9ª reimpressão, Blucher Ltda.
4. Lai, W. M., Rubin, D., Krempl, E., 1999, Introduction to Continuum Mechanics, 3rd Edition, Burlington, MA, USA: Elsevier Science.

Não informado

1. Heinbockel, J. H., 1996, “Introduction to Tensor Calculus and Continuum Mechanics”, Old Dominion University, Norfolk, USA, pp. 1-373.
2. Kundu, P. K., Cohen, I. M., 2002, “Fluid Mechanics”, 2nd Edition, Academic Press, San Diego, USA, pp. 1-766.
3. Prieve, D. C., 2000, “A Course in Fluid Mechanics with Vector Field Theory”, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, USA, pp. 1-198.
4. Lakshminarayana, B. Fluid Dynamics and Heat Transfer of Turbomachinery. Wiley-Interscience. 1995.