Questões de Concurso Para dcta

Esquemas numéricos para marcha no tempo podem ser explícitos ou implícitos ou até mesmo explícitos/implícitos. Eles se dividem, essencialmente, entre dois tipos de esquemas: multipasso e multiestágio. O primeiro representa uma família de esquemas que inclui os métodos de Adams e BDF. Já o segundo representa uma família de esquemas que inclui os métodos de Runge-Kutta. Ambos os tipos possuem diferentes propriedades de estabilidade numérica linear e não linear. Qual destas propriedades melhor captura as descontinuidades presentes em simulação transiente das equações de Navier-Stokes voltadas para escoamentos hipersônicos na presença de reações químicas e ondas de choque?

A simulação computacional de escoamentos hipersônicos pode utilizar a onda de choque como condição de contorno ou pode capturar a onda de choque dentro do domínio como parte da solução.

Das técnicas a seguir, a mais precisa para resolução espacial de um domínio contendo ondas de choque é:

Os métodos de diferenças finitas (DF) e volumes finitos (VF) são os mais comumente usados para simulações computacionais em mecânica dos fluidos e transferência de calor, sejam estas incompressíveis ou compressíveis. A principal vantagem de VF em relação a DF é

Um dos principais parâmetros que controlam o comportamento de camadas-limite laminares e turbulentas é o número de Mach do escoamento hipersônico incidente M_e. Qual é o efeito que um aumento em M_e causa tanto na espessura δ_x da camada-limite quanto na distância x_T em relação ao bordo de ataque a partir da qual a transição para uma camada turbulenta se inicia?

De acordo com o modelo padrão para a atmosfera terrestre, esta pode ser dividida em cinco camadas principais. Elas são conhecidas, em ordem crescente de altitude, como troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera e exosfera. Além dessas camadas, também é comum definir as regiões limítrofes entre duas camadas consecutivas. Por exemplo, temos a tropopausa entre a troposfera e a estratosfera, a estratopausa entre a estratosfera e a mesosfera, a mesopausa entre a mesosfera e a termosfera e, finalmente, a termopausa entre a termosfera e a exosfera.

Das opções de camadas e regiões limítrofes a seguir, a maior temperatura é encontrada na

O ar pode ser aproximadamente considerado um gás diatômico, uma vez que ele é composto em sua maior parte por N₂ e O₂. O escoamento hipersônico de uma aeronave pelo ar pode fazer com que a temperatura ao redor de sua fuselagem chegue a ordem de 1 000K. As energias cinética e potencial de moléculas diatômicas podem ter modos energéticos translacional, rotacional, vibracional e eletrônico. Quais deles são excitados, totalmente ou parcialmente, em moléculas diatômicas nessas temperaturas?

Considere uma simulação computacional das equações de Euler transientes e tridimensionais do escoamento hipersônico ao redor de um aerofólio. O escoamento livre que incide sobre esse aerofólio é unidirecional, e o domínio utilizado na simulação é finito e truncado. Logo, podemos definir contornos de entrada e saída normais a esta direção principal do escoamento. Em cada um desses contornos, existe um número finito de condições de contorno que precisam ser fornecidas pelo usuário, pois representam informações provenientes de fora do domínio simulado. O restante das condições de contorno necessárias para cada contorno devem ser calculadas utilizando informações provenientes de dentro do domínio simulado. Na simulação em questão, o número de condições de contorno que deve ser imposto pelo usuário nos contornos de entrada e saída, respectivamente, é:

Existem importantes características físicas que fazem com que escoamentos hipersônicos sejam diferentes de escoamentos supersônicos. Examine as seguintes afirmações sobre essas características.

I. A camada de choque é mais fina para um escoamento hipersônico do que para um escoamento supersônico.

II. A camada-limite é mais espessa para um escoamento hipersônico do que para um escoamento supersônico.

III. A interação viscosa é mais intensa para um escoamento hipersônico do que para um escoamento supersônico.

Sobre as afirmações, pode-se dizer que está correto o contido em:

Em 1687, Newton publicou (Principia, Propositions 34 and sua famosa expressão, C_p = sin² , para o coeficiente de pressão, onde é o ângulo de inclinação da superfície de um corpo em relação ao escoamento incidindo sobre o corpo. Séculos mais tarde, esta expressão tornou-se bastante empregada no cálculo da distribuição de pressão na superfície de veículos hipersônicos. Na obtenção da referida expressão, Newton admitiu algumas hipóteses com relação ao fluido incidindo sobre a superfície inclinada. Considere as seguintes afirmações sobre as hipóteses adotadas por Newton:

I. Newton modelou o fluido como um fluxo de partículas ou moléculas que, ao colidir com a superfície do corpo, conservava a componente tangencial do momentum linear e perdia a componente normal do momentum linear.

II. Newton modelou o fluido como um fluxo de partículas ou moléculas que, ao colidir com a superfície do corpo, conservava a componente normal do momentum linear e perdia a componente tangencial do momentum linear.

III. Newton considerou o movimento direcionado e não o movimento aleatório das partículas ou moléculas do fluido.

IV. Newton considerou o movimento aleatório e não o movimento direcionado das partículas ou moléculas do fluido.

Sobre as afirmações, pode-se dizer que está correto o contido em:

Nos projetos mecânicos, as análises de dinâmica podem ser bem complexas e acarretar limitações. A inércia está entre os principais problemas. Um problema bastante recorrente é a seleção de motores elétricos e servomotores, que é altamente influenciada pela inércia das peças a serem movimentas pela motorização. Por exemplo, é correto dizer que a seleção do

Uma tubulação que transporta vapor saturado é revestida com um isolante térmico que dificulta a perda de calor para o ar externo, e este se encontra a 20 ºC. A temperatura do vapor é 220 ºC e, nessa condição, o calor latente de condensação é 400 kcal/kg. Na extremidade da linha, foi colocado um purgador com capacidade para recolher 1,0 litro de condensado. Cada vez que ele atinge a sua capacidade máxima, uma válvula é aberta, descarregando toda a água acumulada. A tubulação com o revestimento tem um coeficiente global de transmissão de calor igual a 0,20 kcal/m². h.ºC, referido à área da superfície externa da camada isolante.

São conhecidos:

Área da superfície externa do isolante no trecho considerado: 50 m²

Densidade do líquido condensado: 1,0 kg/litro

Considerando que todo o vapor condensado neste trecho seja transferido para o purgador, assinale a alternativa que apresenta o tempo médio decorrido entre as aberturas.

O condensador de uma instalação termoelétrica a vapor utiliza 200 kg/s de água que sofre um acréscimo de temperatura de 20 °C. O vapor provém de uma turbina e entra no condensador com a entalpia de 2 200 kJ/kg.

Na entrada da turbina, a entalpia do vapor é 4 400 kJ/kg e, na saída do condensador, a entalpia vale 200 kJ/kg. O sistema funciona em regime permanente, e o calor específico da água é 4,0 kJ/kg.ºC. Considere que o valor de 2 200 kJ/kg da entalpia da saída da turbina já absorveu o calor gerado pelo atrito do vapor que passou por ela.

Assinale a alternativa cujo valor representa a potência da turbina, em kW.

Uma instalação industrial necessita efetuar o aquecimento de 5,6 ºC em uma massa de 100 kg de ar atmosférico. Cogitou- -se, inicialmente, em utilizar um aquecedor elétrico de 2 kW com aproveitamento total do calor gerado pela resistência.

A indústria tem uma máquina de refrigeração que consome 2 kW, funciona com um coeficiente de desempenho de 0,4 e descarrega para o ambiente uma quantidade de calor, ainda não aproveitada. Estudou-se a utilização desse calor para o aquecimento do ar, no lugar da compra do aquecedor elétrico.

Adotou-se o calor específico do ar de 1,0 kJ/kg.ºC e verificou- se que a diferença de tempo de aquecimento do ar entre a máquina de refrigeração e do aquecedor elétrico foi uma das opções a seguir. Assinale aquela que mais se aproxima do tempo correto, em segundos.

O motor a jato de um avião foi adaptado para a produção de energia elétrica, substituindo o bocal de expansão por uma turbina ligada a um gerador, aproveitando a diferença de pressão entre as extremidades do bocal. A câmara de combustão apresenta o rendimento de 80%, consumindo 2,5 kg/s de um combustível de poder calorífico, pci = 40 000 kJ/kg. A potência entregue ao gerador é de 30 000 kW e este funciona com rendimento de 90%.

Calcule o rendimento de instalação completa e assinale a alternativa que mais se aproxima do seu resultado.

Um feixe de luz monocromática atravessa a interface entre dois meios com índices de refração distintos. O meio 1, o ar atmosférico, tem índice de refração n₁ = 1, enquanto o meio 2, um tipo específico de acrílico, tem índice de refração n₂ = 2. Considerando que o ângulo de incidência θ_i é medido em relação à direção normal à interface entre os meios, na condição para que haja reflexão total, deve-se ter:

Considere um problema de cálculo de fluxos de radiação na atmosfera pela aproximação plano-paralela. Para tal, considere apenas uma camada atmosférica; radiação incidente e emergente na direção vertical no topo da atmosfera; ausência de espalhamento na atmosfera; radiação parcialmente refletida na superfície. Atente para as variáveis definidas a seguir, todas na faixa espectral de onda curta.

• S ≡ Radiação de onda curta incidente no topo da atmosfera;

• a_c ≡ Absortância de onda curta da atmosfera;

• r_s ≡ Refletância da superfície, na faixa espectral de onda curta.

Sob essas condições, a radiação de onda curta final que emergirá de volta para o espaço após a radiação incidente interagir tanto com a superfície quanto com a atmosfera será de

Considere um planeta sem atmosfera, com albedo planetário de 0,3 e irradiância incidente acima do planeta de 1 400 W m^{– 2} devida, exclusivamente, à sua estrela mais próxima. Supondo que, devido a alterações físicas, essa estrela aumente a sua irradiância em 10%, assinale a alternativa que contém o valor de albedo planetário que seria capaz de preservar a temperatura equivalente de corpo negro desse planeta.

Com relação ao efeito do fenômeno El Niño no clima do Brasil, é correto afirmar que

Três biomas (floresta, savana e pasto) ocupam, respectivamente, uma área de 60%, 30% e 10% de um determinado terreno. Esses biomas têm as seguintes propriedades de refletividade: floresta: 0,12; savana: 0,25 e pasto: 0,18. Nessas condições, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, o albedo (%) de toda a superfície (combinando os efeitos das coberturas por vegetação e solo) e a quantidade de radiação solar absorvida por toda superfície (em W/m²). Considere que a radiação solar incidente sobre os três biomas seja constante e igual a 1 000 W/m².

Em certo local, a temperatura média diária climatológica é de 30.0 ± 4.0 ºC, onde o intervalo de confiança apresentado representa o desvio padrão da temperatura. Quando a temperatura diária média ultrapassa 42 ºC, considera-se este um evento extremo.

Décadas depois, em um cenário hipotético, devido ao aquecimento global, a temperatura média neste local subiu para 34 ºC, com o mesmo valor de desvio padrão. Nessas novas condições, e considerando que as observações seguem uma distribuição gaussiana tanto na condição anterior quanto posterior ao efeito do aquecimento global, a porcentagem de dias que serão considerados eventos extremos, isto é, com temperaturas maiores que 42 ºC, será de, aproximadamente,