Dinâmica dos fluidos

As equações matemáticas que regem o fluxo de fluidos são simples de se pensar, mas muito difíceis de se resolver. Na maioria dos casos da vida real não há como obter uma solução que possa ser escrita e um computador deve ser usado para calcular a resposta em seu lugar. Há três equações fundamentais baseadas em três regras.

Conservação da massa: a massa não é criada nem destruída, ela simplesmente se move de um lugar para outro. Isto dá a equação de conservação da massa. Algumas vezes isto pode não se aplicar, como um fluxo envolvendo uma reação química.

Conservação de energia: esta é a primeira lei da termodinâmica, a energia nunca é criada ou destruída, apenas muda de forma (ou seja, energia cinética em energia potencial) ou se movimenta.

Conservação do momento: esta é a Segunda Lei de Newton e afirma que Força = taxa de mudança de momento. Momentum é massa vezes velocidade. As equações de momento são as equações que dificultam a solução de problemas na dinâmica dos fluidos. Há uma série de versões diferentes que incluem uma série de efeitos diferentes. As equações de Navier-Stokes são as equações de momento, e as equações de Euler são as equações de Navier-Stokes, mas com viscosidade não incluída. Há uma equação de momento em um problema 1D e três, uma em cada direção espacial, em 3D.

Para resolver as equações, muitas vezes são necessárias mais informações na forma de uma equação de estado. Isto relaciona as propriedades termodinâmicas (geralmente pressão e temperatura) umas às outras para um tipo específico de fluido. Um exemplo é a equação de estado "Gás Ideal" que relaciona pressão, temperatura e densidade e funciona bem para gases sob pressões normais (como ar à pressão atmosférica).

• Equação de Poiseuille
• O Teorema de Bernoulli
• Equações Navier-Stokes

• Mecânica dos fluidos