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Universidade Federal do Rio de Janeiro
Escola Politécnica
Departamento de Recursos Hídricos e Meio Ambiente
Disciplina: EEH594: Hidrodinâmica de Corpos d’ Água
Professora: Susana B. Vinzon susana@peno.coppe.ufrj.br
A partir dos conhecimentos discutidos nesta disciplina e as correlatas, espera-se que o aluno adquira 
conhecimento sobre os seguintes assuntos:
Capitulo 1: Revisão dinâmica dos fluidos:
Procedência das equações fundamentais da mecânica dos fluidos (leis fundamentais da física: conservação da massa e conservação da quantidade de movimento). Equação de estado e equação constitutiva {Cap. 1 de [3], Cap. 4 de [10]}. Papel destas equações na formulação do problema. Abordagem lagrangeana e eulereana {Cap. 1 de [3], Cap. 3 de [10]}. Teorema do transporte de Reynolds {Cap. 1 de [4]}. 
Definir e exemplificar os tipos de escoamento: de acordo com as dimensões (0D, 1D, 2D, 3D) {Cap. 2 de [1], Cap. 3 de [10]}, de acordo com a variação temporal (estacionário ou não estacionário), de acordo com a variação espacial (uniforme ou variado) {Cap. 1 de [4]}, referencial fixo ou não (Coriolis), homogêneo ou estratificado, compressível ou incompressível. Forma 3D das equações fundamentais (equações de Navier Stokes) {Cap. 5 de [1], Cap. 2 de [2], Cap. 4 de [10]}
Escoamento viscoso ou ideal, escoamento laminar e turbulento. {Cap. 1 de [4]}. Conceito de camada limite. Escoamento rotacional ou irrotacional. {Apêndice B de [5]}. Equação de Bernoulli [filme rotationalflow.flv].
Efeito da gravidade nos escoamentos com superfície livre. Numero de Froude (escoamento subcrítico, crítico e supercrítico). [filme efeito da gravidade nos escoamentos com superfície livre (ondas, ondas internas, Fr, ressalto hidráulico: pororoca -waves.flv].
Capítulo 2: Escoamento costeiro: Ondas de gravidade
Descrição das ondas observadas no mar nas diferentes escalas {Cap. 1 de [5]}. Geração de ondas de gravidade. {Cap. 5 de [11]} (apresentação aluna Izabel Nogueira)
Técnicas de medição e de análise de ondas de gravidade. {Cap. 2 de [5]} {Cap. 2 de [7]; Apêndice C de [5]}
Teoria linear de ondas: determinação das propriedades do escoamento: velocidade, superfície livre, pressão, velocidade de propagação das onda: equação de dispersão, aproximações de águas rasas e águas profundas, energia e fluxo de energia. Ondas estacionárias e progressivas.{Cap. 5 de [5]; Cap. 3 de [2]; Cap. 2 de [7], Cap. 1 de [8], Cap. 7 de [10]}. (apresentação Eliab sobre projeto de aproveitamento da energia das ondas)
Conceitos sobre propagação das ondas, efeitos de refração, difração e reflexão. {}
Definição de zona de surf, arrebentação de ondas, circulação costeira e transporte litorâneo associado. {}
Capítulo 3: Escoamento Estuarino
Maré astronômica. Técnicas de medição de maré (marégrafos) {}. Geração da maré: teoria de equilíbrio. Componentes fundamentais astronômicas. Maré diurna, semi-diurna e mista, fator de forma. Sizígias e quadraturas, apogeo e perigeo, mares equinociais. {} 
Isolinhas de fase e amplitude no oceano. Pontos anfidrômicos. {} Teoria dinâmica da maré. Distribuição da maré no Brasil, regimes de micro, meso e macro marés. {} 
Onda estacionária e progressiva (relação de fase entre níveis e correntes)
Efeito da maré na sua propagação. Componentes de águas rasas (maré composta e sobre-maré). Assimetria da maré, amplificação e dissipação em regiões costeiras (efeito do afunilamento e da diminuição das profundidades versus a dissipação por atrito). {} Ocorrência de ‘pororoca’ [filme surfando a pororoca]
Análise harmônica. Obtenção das componentes harmônicas e previsão de maré {}. Tabuas de maré. Trabalho prático TP2
Maré meteorológica {}. Correntes de maré. 
Definição de estuários. Frente salina. Influência da maré e da vazão na posição e estrutura da frente salina. Medida da estratificação. Estuários estratificados e homogêneos. {}
 
Capítulo 4: Escoamento nos oceanos
Capítulo 5: Escoamento em rios
Descrição física e matemáticamente das forçantes principais do escoamento em rios.
Forma 1D/2D (equações de águas rasas {Cap. 1 de [3], Apêndice E de [5]}, equações de Saint Venant {Cap. 12 de [4]}).
Escoamentos em regime permanente e uniforme, formulas de Manning, Chezy, etc
A equação de Bernoulli para escoamentos com superfície livre
Escoamentos em regime permanente e gradualmente variado: calculo de curva de remanso (cálculo de níveis e velocidades)
Descrição e exemplo de escoamento em regime não permanente, modelos hidrodinâmicos e hidrológicos. Aplicação de modelos hidrodinâmicos: quais dados são necessários ?
Medição da vazão nos rios; a curva chave e o hidrograma.
Capítulo 6: Escoamento em lagos e reservatórios
Características principais de lagos (lagoas) e reservatórios, origem dos lagos
Definição de epilimio, metalimio e hipolimio, zona eufótica e afótica, termoclina, haloclina, lutoclina, oxiclina.
Tempo de retenção.
Estratificação, agentes estabilizadores e desestabilizadores. Potencial de estratificação para reservatórios.
Correntes de densidade e turbidez.
Efeito do vento, geração de ondas em águas restritas
Mistura convectiva
Ondas internas, seiches e ressurgência. Períodos de oscilação.
Referências
[1] Fox, R.W., MacDonald, A.T. e Pritchard, P.J., “Introduction to Fluid Mechanics”, 6th Ed., John Wiley & Sons, Inc., 2004, 787 pp.
[2] Dean, R.G. e Dalrymple, R.A., “Water Wave Mechanics for Engineers and Scientists”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 2, World Scientific, 1991, 353 pp.
[3] Weiyan, T., "Shallow Water Hydrodynamics", Elsevier Oceanography Series, 55, Elsevier, Amsterdam, 1992, 434 pp.
[4] Chaudhry, M.H., "Open-Channel Flow", 2ª Ed., Springer, 2008, 523 pp.
[5] Holthuijsen, L.H., "Waves in Oceanic and Coastal Waters", Cambridge University Press, 2007, 387 pp.
[6] Valle-Levinson, A. (Ed.), "Contemporary Issues in Estuarine Physics", Cambridge University Press, 2010, 315 pp.
[7] Young, I.R., "Wind Generated Ocean Waves", Elsevier Ocean Engineering Book Series, Vol. 2, Elsevier, 1999, 288 pp.
[8] Fredsøe, J. e Deigaard, R., "Mechanics of Coastal Sediment Transport", Advanced Series on Ocean Engineerjng - Vol. 3, World Scientific, 1994, 369 pp.
[9] Mei, C.C., Stiassnie, M., Yue, D. K.-P., “Theory and Applications of Ocean Surface Waves - Part 1: Linear Aspects”, Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 23, World Scientific, 2005, 1071 pp.
[10] Kundu, P.K. e Cohen, I.M., 2008, "Fluid Mechanics", 4th Ed., Academic Press, Elsevier, 872 pp.
[11] Kamphuis, J.W., 2000, "Introduction to coastal engineering and management", Advanced Series on Ocean Engineering, Vol. 16, World Scientific, 437 pp.
As referências bibliográficas assinaladas estão disponíveis em:
www.4Shared.com – usuário: eeh594_hidro; senha: hidrodinamica