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Eletromecânica Computacional

Código 15262
Ano 1
Semestre S1
Créditos ECTS 6
Carga Horária T(30H)/TP(30H)
Área Científica Mecânica e Termodinâmica
Tipo de ensino Presencial.
Estágios Não há.
Objectivos de Aprendizagem 1. Compreensão e Aplicação de Métodos Numéricos: Ensinar o método dos volumes finitos para resolver computacionalmente problemas de mecânica dos fluidos, mecânica dos sólidos, e transferência de calor e massa.
2. Programação: Desenvolver competências de programação em Fortran (ou Matlab), para simulação de problemas de engenharia.
3. Simulação e Análise de Problemas Eletromagnéticos: Introduzir a utilização de um código comercial de elementos finitos (FEMM) para problemas de eletrostática e eletromagnetismo.
4. Interpretação Matemática e Física: Compreender a matemática de fenômenos físicos, as equações diferenciais parciais que os regem, e os métodos de discretização associados.
5. Desenvolvimento Prático: Implementar simulação numérica e escrever um relatório técnico, combinando a resolução de problemas práticos.
6. Aplicação de Métodos de Elementos Finitos: Resolver problemas eletromecânicos usando software comercial e aplicando-o a problemas reais de engenharia.
Conteúdos programáticos Parte I: Método dos Volumes Finitos
1. Introdução: Contextualização do método dos volumes finitos na simulação computacional.
2. Descrição Matemática dos Fenômenos Físicos: Revisão das equações diferenciais em mecânica dos fluidos, sólidos, transferência de calor e massa.
3. Discretização e Bases do Método: Introdução ao conceito de discretização de equações diferenciais e às regras gerais.
4. Equação de Difusão: Discretização e resolução numérica da equação de difusão.
5. Tratamento da Convecção: Análise e implementação de esquemas convectivos e suas problemáticas.
6. Cálculo do Campo de Velocidade: Algoritmo SIMPLE para a resolução das equações de movimento dos fluidos e correção de pressão.
Parte II: Eletromagnetismo e Método dos Elementos Finitos
1. Introdução ao Método: Aplicação na resolução das equações de Maxwell.
2. Dimensionamento de Dispositivos Eletromagnéticos: Utilização do software FEMM (Finite Element Method Magnetics) para o simulação de dispositivos eletromagnéticos.
Bibliografia principal - “Mecânica Computacional - Notas Didáticas”, P.J. Oliveira, Reprografia da UBI, 2001, págs. 164.

-“An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method”, . K. Versteeg, Weeratunge Malalasekera, Pearson Education, 2007

-“Numerical Heat Transfer and Fluid Flow”, S. V. Patankar, Hemisphere Pub, 1980.

-“Computational Methods for Fluid Dynamics”, J.H. Ferziger e M. Peric, Springer Verlag, 2 Ed, 2002.

- FEMM- Manual and Tutorials.

- “Análise de campos eletromagnéticos por elementos finitos”, “Diapositivos de apoio às aulas, D.S.B. Fonseca.
- “The finite element method in elctromagnetics“, J. Jin ; John Wiley & Sons, 1993.

- “An introduction to the finite element method”, J. N. Reddy ; McGraw-Hill, 1993.
Língua Português
Data da última atualização: 2025-01-08
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