Cálculo dos Coeficientes de Arrasto e Sustentação em uma Placa Imersa em um Gás no Regime de Moléculas Livres (2023)
- Authors:
- USP affiliated authors: KALEMPA, DENIZE - EEL ; ELIAS, JUAN FELIPE CARDOSO - EEL
- Unidade: EEL
- Assunto: CINÉTICA DOS GASES
- Keywords: gás-superfície
- Language: Português
- Abstract: O objetivo do presente trabalho é calcular os coeficientes de arrasto e sustentação para umaplaca infinita e plana imersa em um gás rarefeito. Os coeficientes aerodinâmicos dependem devários parâmetros, especificamente, do número de Knudsen, que caracteriza o grau de rarefação dogás, do número de Mach, do ângulo de ataque e da temperatura da placa. Neste trabalho assumi-mos que o número de Knudsen, definido como a razão entre o livre caminho médio molecular e umcomprimento característico do sistema gasoso em estudo, é muito grande. Isso equivale a dizer queo sistema gasoso em estudo tem um alto grau de rarefação tal que a interação intermolecular podeser desprezada em comparação com a interação gás-superfície (regime de moléculas livres). Nessasituação, encontrada em muitos problemas que envolvem a aerodinâmica de veículos espaciais esatélites, tecnologias de vácuo, microssistemas eletrônicos e mecânicos, transporte de aerossóis naatmosfera, entre outros, as equações da mecânica dos meios contínuos não são válidas e outrasabordagens devem ser utilizadas, e.g. métodos de teoria cinética dos gases, baseados na soluçãoda equação de Boltzmann. No problema proposto, a equação integro-diferencial de Boltzmann sereduz a uma equação diferencial cuja solução pode ser obtida analiticamente. De fato, o problemaé resolvido utilizando uma relação entre as funções de distribuição de velocidades moleculares dasmoléculas incidentes e refletidas na placa e um modelo de interação gás-superfície apropriadopara analisar a influência da interação gás-superfície nos coeficientes aerodinâmicos. A hipótese deespalhamento difuso das moléculas na superfície sólida é muito utilizada devido à sua simplicidadematemática. Entretanto, há situações em que essa hipótese não é válida.No presente trabalho,o modelo de interação gás-superfície proposto por Cercignani e Lampis é utilizado na condi-ção de contorno. Apesar da complexidade matemática, esse modelo de interação gás-superfície éconsiderado mais apropriado para descrever a física da interação gás-superfície pois nele são intro-duzidos dois coeficientes de acomodação, um para momentum tangencial e outro para energia dasmoléculas na superfície. A força na placa é calculada usando conceitos estatísticos para encontrara pressão e a tensão cisalhante do gás na placa. Como resultados, expressões para os coeficientesde arrasto e sustentação são obtidos como funções do ângulo de ataque, do número de Mach e doscoeficientes de acomodação que caracterizam a interação gás-superfície.
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- Source:
- Título: Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics
- ISSN: 2359-0793
- Volume/Número/Paginação/Ano: v.10, n. 1, 1p., 2023
-
ABNT
ELIAS, Juan Felipe Cardoso e KALEMPA, Denize. Cálculo dos Coeficientes de Arrasto e Sustentação em uma Placa Imersa em um Gás no Regime de Moléculas Livres. 2023, Anais.. Bonito-MS: UFMS, 2023. p. 1. Disponível em: https://proceedings.sbmac.org.br/sbmac/article/view/4184/4243. Acesso em: 26 jan. 2026. -
APA
Elias, J. F. C., & Kalempa, D. (2023). Cálculo dos Coeficientes de Arrasto e Sustentação em uma Placa Imersa em um Gás no Regime de Moléculas Livres. In Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics (Vol. 10, p. 1). Bonito-MS: UFMS. Recuperado de https://proceedings.sbmac.org.br/sbmac/article/view/4184/4243 -
NLM
Elias JFC, Kalempa D. Cálculo dos Coeficientes de Arrasto e Sustentação em uma Placa Imersa em um Gás no Regime de Moléculas Livres [Internet]. Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics. 2023 ;10( 1): 1.[citado 2026 jan. 26 ] Available from: https://proceedings.sbmac.org.br/sbmac/article/view/4184/4243 -
Vancouver
Elias JFC, Kalempa D. Cálculo dos Coeficientes de Arrasto e Sustentação em uma Placa Imersa em um Gás no Regime de Moléculas Livres [Internet]. Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics. 2023 ;10( 1): 1.[citado 2026 jan. 26 ] Available from: https://proceedings.sbmac.org.br/sbmac/article/view/4184/4243 - Cálculo do coeficiente de arrasto em uma placa imersa em um gás rarefeito no regime de transição
- Sound propagation through a binary mixture of rarefied gases at arbitrary sound frequency
- Transport of soot particles in droplet combustion
- Radiometric force on a sphere in a rarefied gas based on the Cercignani–Lampis model of gas–surface interaction
- Drag on a sphere in a slow flow of a binary mixture of rarefied gases
- Thermophoretic force on a sphere of arbitrary thermal conductivity in a rarefied gas
- Drag and thermophoresis on a sphere in a rarefied gas based on the Cercignani-Lampis model of gas-surface interaction
- Temperature and pressure jump coefficients at a liquid-vapor interface
- Modelo de Cercignani-Lampis para a interação gás-superfície aplicado ao cálculo da força radiométrica em uma esfera imersa em um gás rarefeito.
- Hydrodynamic Analysis of Sound Wave Propagation in a Reactive Mixture Confined Between Two Parallel Plates
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