Fluidodinamica - Appunti lezioni

Fluidodinamica

Arnoux Andrea 22 Aprile

Testo: Fox "Introduction to Fluid Mechanics"

1° sett: Fluido 2° sett: Tracce

Esami uniti o separati

Definizione generale

Fluidodinamica: termine generale che indica la materia che studia dinamica dei fluidi.

• Idraulica tratta fluidi incomprimibili (liquidi).
• Fluidodinamica sia comprimibili che incomprimibili.
• Liquidi → basse velocità.
• Gas dinamica → alte velocità.

Si cerca di applicare i 2 principi della dinamica nel moto dei fluidi.

Problema: il corpo si deforma → la deformazione del fluido è generata dalle forze che complica.

Dalla deformazione si ha una variabilità del momento che provoca l'inesattezza delle equazioni di equilibrio della reazione.

La fluidodinamica si è sviluppata durante la 1° guerra mondiale in ambito aeronautico.

Usata in ogni ambito: casa, produzione, energia, sport...

Solidi, fluidi e deformazione

Nei fluidi applicando una forza si deforma. Ogni fluido non è in grado di resistere a sforzi e equilibrio di quiete.

[image of solids and fluid interaction]

Il solido si deforma di un angolo se F = A bilancia la forza F applicata.

Il fluido mette in moto se due lastre a contatto.

Il solido è detto elastico.

Un fluido reale è detto: "fluido viscoso".

In natura esistono materiali: "visco-elastici".

Fluidodinamica

Arnone Andrea

Ogni ultimo venerdì del mese (no questi dieci)

Testo: Fox "Introduction to Fluid Mechanics"

1° sett: Fluido 2° sett: Tracce

Esami uniti o separati

Richiami di fluidodinamica

Fluidodinamica: termine generale che indica la materia che studia dinamica dei fluidi.

• Idraulica tratta fluidi incomprimibili (liquidi).
• Fluidodinamica sia comprimibili che incomprimibili.
• Liquidi -> basse velocità.
• Gas dinamica -> alte velocità.

Si cerca di applicare i 2 principi della dinamica.

Problema: il corpo si deforma -> la deformazione dei fluidi è generata dalla forza che complica.

Dalla deformazione si ha una variabilità del momento che provoca l'inesattezza delle equazioni di equilibrio della reazione.

La fluidodinamica si è sviluppata durante la 1° guerra mondiale in ambito aeronautico.

Usata in ogni ambito: casa, produzione, energia, sport...

Nei fluidi applicando una forza lì si deforma.

Un fluido non è in grado di resistere a sforzi e equilibri di quiete.

Lastre e comportamento del fluido

Lastra 1

Lastra 2

Fluido

Il solido si deforma di un angolo se F = A bilancia la forza applicata.

Il fluido mette che muove le due lastre a contatto.

Il solido è detto: elastico.

Un fluido reale è detto: fluido viscoso.

In natura esistono materiali: visco-elastici.

Aeriforme occupa tutto il volume mentre il liquido no.

Concetti fondamentali e conservazione

1. Concetto di conservazione della massa o "equazione di continuità" significa che la materia non viene né creata né distrutta.

Caso di condotto che si restringe con distribuzione uniforme della velocità (con formula e diagramma).

Ci dà una relazione diretta tra sezione del condotto e velocità dentro il condotto.

2. Equazione di Newton.

(con formula)

3. Momento angolare.

1° principio della termodinamica (energia interna in un sist. termodinamico isolato è costante).

2° principio della termodinamica.

Ci dice il verso in cui avvengono le reazioni nella termodinamica (dal caldo al freddo).

Tipologia dei fluidi

Altro importante fattore è la tipologia:

Liquidi sono "fluidi incomprimibili" ovvero se sottoposti ad un peso con un pistone dentro un recipiente ideale con gas depressurizzato.

Aeriformi P ∝ RT (mi riferisco ai gas perfetti) sono comprimibili.

1° e 2° PT mi danno una relazione tra P, T, e ρ nel caso incomprimibile.

Δe = q. Danno 3 equazioni utili nel caso incomprimibili.

Bastevole per risolvere i problemi → ottenendo l'eq. di Bernoulli.

Densità e basse velocità

Acqua dolce ≈ 1000 kg/m³.

Acqua salata ≈ 1025 kg/m³.

Aria ≈ 1,225 kg/m³ ≈ 1000 acqua a basse velocità.

Gli aeroflui sono trattabili come fluidi incomprimibili.

Sistemi di riferimento

Col sistema lagrangiano a particella devi avere molte forze (pressione, taglio, etc) e dover studiare moltissimo ogni materiale.

Per cui col sistema di riferimento euleriano abbiamo:

• P = p(x,y,z,t).
• ρ = ρ(x,y,z,t).
• V = v(x,y,z,t).

E un sistema “chiuso”.

Le equazioni sono scritte su tutto il sistema.

Ho un “Volume di controllo” mi permette di studiare anche sistemi aperti.

Quindi con l'appro