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1. Aerodinâmica: algumas reflexões introdutórias

📚 Resumo feito enquanto eu estudava o livro Fundamentals of Aerodynamics, Sixth Edition de John D. Anderson, Jr., ISBN 978-1-259-12991-9.

Os conceitos aqui apresentados é resumo de equações de alguns capítulos do livro original, com pesquisas adicionais na internet. As informações foram reescritas com minhas próprias palavras e as vezes com ordem diferente do livro e estas informações não são suficientes para substituir a obra original.

O objetivo é auxiliar na compreensão do livro original, mas não o substituir. É recomendável a leitura completa do livro para um entendimento mais profundo do assunto.

Este resumo omite deliberadamente detalhes intelectuais e informações extras presentes no livro original. O objetivo é fornecer uma visão geral concisa apenas dos conceitos principais relacionados a aerodinâmica.

1.1 Importância da Aerodinâmica: Exemplos históricos

Apresenta alguns exemplos históricos e comenta sobre os trabalhos de Isaac Isaac Newton (1642-1727) na análise de fluidos, as dificuldades envolvidas comparadas com corpos sólidos. Também comenta os experimentos e resultados conduzidos por diversos nomes: Jean LeRond d’Alembert (1717-1783), Leonhard Euler (1707–1783), Otto Lilienthal (1848–1896), Samuel Pierpont Langley (1934–1906), entre outros.

1.2 Aerodinâmica: Classificação e Objetivos Práticos

É definido o que é um fluido, seja ele um líquido ou um gás. Quando uma tensão de cisalhamento é aplicada a um fluido ele sofre uma deformação progressiva contínua proporcional à esta tensão de cisalhamento.

Considerando um escoamento do fluido no plano $xy$ e escoamento no sentido de $\hat{x}$ , como mostra a imagem abaixo:

Pressão laminar de um fluido entre duas placas. Atrito entre o fluido e a superfície móvel causa a torsão do fluido. A força necessária para essa ação é a medida da viscosidade do fluido.

A variação da velocidade ao longo de $\hat{y}$ é proporcional à tensão de cisalhamento $\tau$ , a constante de proporcionalidade (caso seja um fluido Newtoniano) é a viscosidade $\mu$ :

\tau = \mu \frac{\partial u}{\partial y}

Esta tensão de cisalhamento pode aparecer devido a forças friccionais quando há um gradiente de velocidade ao longo de um escoamento.

1.3 Roteiro para este capítulo

Apresenta um útil roadmap para ler o livro e saber onde você está, onde vai chegar e o que aprendeu.

1.4 Algumas variáveis aerodinâmicas fundamentais

Neste capítulo é apresentado algumas variáveis aerodinâmicas:

Pressão $p$ :

Relação entre uma determinada força normal e sua área de distribuição e pode variar com o ponto do espaço de avaliação:

p = lim_{dA\rightarrow0} \frac{dF}{dA}

Densidade $\rho$ :

Mede o grau de concentração de massa em determinado volume e também é uma propriedade pontual e varia ao longo do fluido:

\rho = lim_{dv\rightarrow0} \frac{dm}{dv}

Temperatura $T$ :

Temperatura é uma grandeza física que mede a energia cinética média de cada grau de liberdade de cada uma das partículas de um sistema em equilíbrio térmico.

T = \frac{\partial U(S,V,N)}{\partial S}

Velocidade de fluxo $\mathbf{V}$ :

Velocidade é um vetor que representa a velocidade infinitesimal de um fluido em um ponto no espaço e um determinado elemento do fluido escoa ao longo de um caminho definido conhecido como linha de fluxo.

⏳ Continua…