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.

Quando podemos assumir equilíbrio local em escoamentos hipersônicos, o fluxo de calor por radiação pode ser aproximado com uma relação difusiva semelhante à lei de Fourier. Contudo, nesse caso, o coeficiente de condutividade térmica radiativa possui uma dependência não linear com a temperatura. Essa dependência é proporcional a T ⁿ, onde o expoente n é igual a

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:

Gases a alta temperatura estão presentes em várias aplicações de interesse prático. Por exemplo, no escoamento ao redor de veículos hipersônicos na reentrada atmosférica, em túnel de choque hipersônico, entre outros. Em tais exemplos, a temperatura dos gases pode atingir ao redor de 11 000 K em determinadas regiões do escoamento. Certamente, algumas características de fenômenos físicos presentes em gases a alta temperatura diferem daquelas em gases a baixa temperatura.

Considere as seguintes afirmações sobre algumas dessas características.

I. As equações que descrevem os princípios de conservação (massa, momentum linear e energia) para escoamentos de gases a alta temperatura diferem daquelas para gases a baixa temperatura.

II. Para gases a alta temperatura, o processo de transferência de calor por radiação se torna importante.

III. As propriedades de transporte (viscosidade μ, condutividade térmica k), bem como a razão de calor específico γ, para gases a alta temperatura diferem daquelas para gases a baixa temperatura.

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

Com relação às propriedades (velocidade, u, massa específica, ρ, temperatura estática, T, e entropia, s) da região 2 em relação à região 3, pode-se afirmar que:

Assinale a alternativa que representa a distribuição de pressão no tubo de choque para o caso t > 0.

Altas entalpias de estagnação estão associadas a ondas de choques com grandes intensidades (p₂ /p₁) e altos números de Mach (M_s).

Ondas de choque com grandes intensidades no tubo de choque podem ser obtidas:

I. aumentando-se a razão de pressões através do diafragma, p₄ /p₁.

II. utilizando-se um gás com baixo peso molecular na câmara de alta pressão.

III. aumentando-se a temperatura do gás na câmara de alta pressão, T₄ > T₁.

Sobre estas afirmações, está correto o contido em: