Mecânica dos fluidos/Equações básicas em coordenadas cilíndricas para o líquido Newtoniano

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Equações básicas em coordenadas cilíndricas

Equação da continuidade

Como vimos anteriormente, a equação da continuidade em um sistema de coordenadas cilíndricas em a forma seguinte:


∂ρ∂t+(∇⋅(ρv→))=0


Considerando ρ constante, ela se simplifica para


ρ(1r∂∂r(rvr)+1r∂∂θ(vθ)+∂∂z(vz))=0


E assim


1r∂∂r(rvr)+1r∂∂θ(vθ)+∂∂z(vz)=0


Equações de Navier-Stokes

Componente r:

ρ(∂vr∂t+vr∂vr∂r+vθr∂vr∂θ−vθ2r+vz∂vr∂z)=


=ρgr−∂p∂r+μ0[∂∂r(1r∂∂r(rvr))+1r2∂2vr∂θ2−2r2∂vθ∂θ+∂2vr∂z2]


Componente Θ:


ρ(∂vθ∂t+vr∂vθ∂r+vθr∂vθ∂θ+vrvθr+vz∂vθ∂z)=


=ρgθ−1r∂p∂θ+μ0[∂∂r(1r∂∂r(rvθ))+1r2∂2vθ∂θ2+2r2∂vθ∂θ+∂2vθ∂z2]


Componente z:


ρ(∂vz∂t+vr∂vz∂r+vθr∂vz∂θ+vz∂vz∂z)=


=ρgz−∂p∂z+μ0[1r∂∂r(r∂vz∂r)+1r2∂2vz∂θ2+∂2vz∂z2]



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