A Influência do Vôo dos Pássaros no Desenvolvimento da Aerodinâmica

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A Influência do Vôo dos Pássaros no Desenvolvimento da Aerodinâmica. Atila P. Silva Freire Programa de Engenharia Mecânica COPPE/UFRJ. - PowerPoint PPT Presentation

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  • A Influncia do Vo dos Pssaros noDesenvolvimento da Aerodinmica Atila P. Silva FreirePrograma de Engenharia MecnicaCOPPE/UFRJ

  • 350 A.C. Aristteles descreve o modelo de um meio contnuo e sugere que um corpo que se mova neste meio deve experimentar uma resistncia (Stagira, Macednia, 384-322 A.C)250 A.C. Arquimedes sugere que um fluido pode ser colocado em movimento pela ao de uma diferena de presso exercida sobre ele. ( Siracusa, Siclia, 287-212 A.C.)Hieron II

  • Julius Caesar, 100-44 A.C.Cleopatra VII, 69-30 A.C.Ptolemy I Soter, 367-283 A.C.Demetrius of Phalerum, 350-? A.C.Ptolemy II Philadelphus, 308-246 A.C.A Biblioteca de Alexandria(700.000 manuscritos)

  • 1490 Contribuies de Leonardo da Vinci Lei da continuidade. Observaes e desenhos de vrios padres de escoamento, constituindo-se na primeira contribuio qualitativa para a mecnica dos fluidos experimental. Afirmao do Princpio do tnel de vento. Afirmao de que a resistncia do ar diretamente proporcional rea exposta do corpo. Introduo do conceito de formas aerodinmicas para reduzir o arrasto.

  • Turbulncia e Caos

  • A Aerodinmica de Leonardo da Vinci (1488-1514)

    Nenhum conhecimento pode ser certo se no for baseado em matemtica ou em outro conhecimento ele prprio baseado nas cincias matemticas.Que nenhum homem que no seja um matemtico leia os elementos de meu trabalho.Codex sobre o vo dos pssarosum pssaro um instrumento que funciona de acordo com as leis matemticas, um instrumento dentro da capacidade do homem de ser reproduzido em todos os seus movimentos, embora no com o correspondente grau de resistncia, por sua deficincia na potncia de manter o equilbrio. Podemos ento dizer que a tal instrumento construdo pelo homem nada falta exceto a vida de um pssaro, e que esta vida deve portanto ser fornecida atravs daquela do homem.

    A afirmao acima levou construo do ornitptero.Codex TrivultianusQuando a fora gera mais velocidade que o alvio da resistncia do ar, o mesmo comprimido da mesma forma que os colches de pena so comprimidos e esmagados por uma pessoa que dorme.1a tentativa de explicar o conceito de sustentao.

  • Codex AtlanticusO ar a alta velocidades que atinge um corpo comprimido proporcionalmente sua velocidade.1a tentativa de quantificar a fora aerodinmica.Codex EQue qualidade de ar cerca os pssaros em vo? O ar circundando os pssaros menos espesso acima deles que a espessura de outros ares, e abaixo mais espesso que mesmo o ar, e menos espesso atrs do pssaro que acima dele em proporo velocidade do pssaro em seu movimento avante, em comparao com o movimento das asas em relao ao solo; e, do mesmo modo, a espessura do ar na frente do pssaro maior que a espessura do ar abaixo dele, em proporo dita espessura dos ditos ares.1a tentativa de quantificar altas e baixas presses.Codex AtlanticusMover o objeto contra o ar parado como mover o ar contra o objeto parado. A mesma fora exercida pela coisa sobre o ar, exercida pelo ar contra a coisa.Princpio da reprocidade aerodinmica. Princpio de funcionamento dos tneis de vento.

  • Codex AtlanticusPortanto, se o ar se move contra asas fixas, o mesmo ar suporta o peso dos pssaros atravs do ar.1a admisso de um mecanismo separado de propulso. Princpio das asas fixas.Codex G, Codex ArundelDesenhos de peixes e cascos de navios. Formas aerodinmicas avanadas.Introduo do conceito de corpos aerodinmicos.

  • Ornitptero, 1495-1498.

  • Ornitptero

  • 1600 Galileu foi o primeiro a entender que a resistncia aerodinmica varia diretamente com a densidade do fluido.1673 Edme Mariotte, em Paris, afirma que a resistncia aerodinmica varia com o quadrado da velocidade.1687 Isaac Newton apresenta a mecnica Newtoniana, o incio da anlise mecnica racional. Deduo da lei do quadrado dos senos para as foras aerodinmicas.1690 Christiaan Huygens publica em Paris dados experimentais consubstanciando a lei do quadrado dos senos para as foras aerodinmicas.

  • 1732 Inveno do tubo de Pitot por Henri Pitot.1738 O texto hidrodinmica de Daniel Bernoulli publicado. Estabelecimento de uma relao entre a velocidade e a presso de um escoamento.1744 Paradoxo de dAlembert.1752 Publicao das equaes de Euler. Primeira modelagem correta de um escoamento no viscoso.

  • 1759 John Smeaton estuda as foras em uma placa alinhada perpendicularmente a um escoamento. Introduo dos coeficientes de Smeaton para o clculo de foras aerodinmicas.1763 Jean-Charles Borda, na Frana, o primeiro a observar os efeitos de interferncia aerodinmica em dois corpos pouco espaados.1788 Joseph Lagrange introduz os conceitos de potencial de velocidade e de funo corrente.1789 Aparecimento da equao de Laplace para o tratamento de um escoamento no-viscoso, irrotacional e incompressvel. Primeiro clculo da velocidade do som.

  • 1799 George Cayley, na Inglaterra, introduz o conceito da configurao de um aeroplano em um disco de prata.1810 Publicao dos 3 artigos de Cayley.1840 Publicao das equaes do movimento para um fluido viscoso. Equaes de Navier-Stokes.

  • Henson, 1843.Cayley, 1853.

  • Francis Wenham, 1824-1908.

  • Horatio Phillips, 1845-1912.

  • Otto Lilienthal, 1848-1896.Birdflight as the Basis of Aviation.

  • Samuel Langley, 1848-1896.Experiments in Aerodynamics.

  • Aerodromo, 1892.

  • Orville e Wilbur Wright.Wilburn, 1867.Orville, 1871.

  • Alberto Santos Dumont, 1873.

  • 14Bis, Demoiselle, 1906.

  • 1840Barr de St. Venant:(DP ~ AQ + BQ2).1865Bazin:primeiros experimentos.1877Boussinesq: viscosidade turbulenta.1883Reynolds: nmero de Reynolds.1894Reynolds:decomposio do campo instantneo em uma parcela mdia e outra flutuante.

  • 1903 Primeiro vo propulsado e tripulado. Irmos Wright.1904 Introduo do conceito de camada limite. L. Prandtl.1906 A teoria da circulao para a sustentao desenvolvida.1915 Teoria do aeroflio fino. L. Prandtl.1925 Teoria linearizada da aerodinmica supersnica.1940 Primeiras aplicaes da teoria supersnica.1955 Aerodinmica supersnica.1960 CFD

  • A camada limite turbulentaAn Album of Fluid MechanicsLaboratrio de Mecnica da Turbulncia

  • 1904Prandtl: camada limite.1916Taylor:comprimento de mistura, lei logartmica.1915-1935 Taylor von Krmn: estudos estatsticos.

  • 1939Millikan:lei da parede.1941Kolmogorov:lei dos quatro quintos1956Clauser, Coles:lei da esteira.1967Kovasznay: estrutura da camada limite turbulenta.1969Yajnik:estrutura assinttica da camada limite turbulenta. Mtodo das expanes assintticas combinadas.1972Mellor:estrutura assinttica da camada limite turbulenta. Mtodo das expanes assintticas combinadas.

  • Escoamento real

  • Biocintica do Vo

  • flappingtwistingfolding

  • Concluso