Domande esame Termofluidodinamica M

Riassunti di tutte le domande fatte dal professore, c'è scritto tutto quello che vuole sapere all'esame. Sono tutte le domande degli scorsi anni.

Programma/Contenuti
Modelli della fluidodinamica e della convezione: Richiami sulle nozioni elementari di fluidodinamica - II teorema del trasporto di Reynolds - Deduzione rigorosa delle equazioni di bilancio locale in un fluido - Approssimazione di Boussinesq - Moto incomprimibile: vorticità e funzione di corrente - Equazione del trasporto di vorticità - Moto irrotazionale: potenziale di velocità, equazione di Bernoulli non stazionaria - Moto bidimensionale irrotazionale: potenziale complesso di velocità.

Teoria dello strato limite: Ipotesi di Prandtl dello strato limite per moti incomprimibili bidimensionali - Metodo degli ordini di grandezza - Strato limite dinamico: semplificazione dell'equazione di bilancio della quantità di moto - Strato limite termico: semplificazione dell'equazione di bilancio dell'energia.

Soluzioni di similarità per il moto esterno: Ipotesi di similarità e stima dello spessore dello strato limite dinamico intorno ad una lamina piana sottile - Soluzione di Blasius per il moto attorno ad una lamina piana sottile: campo di velocità e coefficiente di trascinamento - Determinazione del campo di temperatura e del numero di Nusselt - Flussi con gradienti di pressione: moto attorno ad uno spigolo ed equazione di Falkner-Skan, coefficiente di trascinamento, equazione per il campo di temperatura.

Metodo integrale per lo studio del moto esterno: Descrizione generale del metodo integrale e natura delle approssimazioni adottate - Deduzione dell'equazione di bilancio integrale della quantità di moto e dell'equazione di bilancio integrale dell'energia - Convezione forzata intorno ad una lamina piana sottile isoterma: strato limite dinamico e strato limite termico, coefficiente di trascinamento e numero di Nusselt - Convezione forzata intorno ad una lamina piana sottile a flusso termico uniforme: strato limite dinamico e strato limite termico, coefficiente di trascinamento e numero di Nusselt.

Moti comprimibili e onde in un fluido: Considerazioni generali - Caso monodimensionale - Caso tridimensionale.

Stabilità dei moti laminari ed introduzione alla turbolenza: Stabilità del moto di un sistema meccanico - Stati di equilibrio di un sistema meccanico e stabilità secondo Lyapounov - Stati di equilibrio asintoticamente stabile - Analisi di stabilità lineare dei moti fluidodinamici: caso del moto alla Poiseuille in un canale piano - Equazione di Orr-Sommerfeld e diagramma di stabilità - Analisi dei flussi turbolenti: componenti medie e componenti stocastiche - Equazioni di Reynolds per i flussi turbolenti bidimensionali - Tensore di Reynolds - Ipotesi di Boussinesq: coefficiente di viscosità cinematica turbolento, diffusività termica turbolenta, numero di Prandtl turbolento - Problema della chiusura delle equazioni di Reynolds e modelli di turbolenza - Modello algebrico di turbolenza: lunghezza di mescolamento, relazione di Prandtl e relazione di Van Driest - Distribuzione di velocità vicino ad una parete - Il modello K-epsilon.

Termofluidodinamica nei mezzi porosi: Descrizione del moto di un fluido entro una matrice solida - Legge di Darcy - Permeabilità di un mezzo poroso - Legge di Darcy-Forchheimer - Modello di Brinkman - Equazioni di bilancio locale della massa e dell'energia - Esempi di moto di un fluido in un mezzo poroso

Convezione naturale e mista: Convezione mista in un canale piano parallelo verticale - Effetto del flusso invertito, caso particolare della convezione naturale - Convezione naturale attorno ad una lamina piana verticale isoterma - Soluzione di similarità di Polhausen, numero di Nusselt locale e medio - Problema di Rayleigh-Bénard - Problema di Horton-Rogers-Lapwood.

Diffusione di massa in un fluido: Bilancio di massa dei costituenti - Legge di Fick - Numeri puri - Convezione forzata e naturale - Applicazioni.