Laboratório de Mecânica Computacional (Termodinâmica)

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Mohammadmahdi Abdollahzadehsangroudi
Código:
16155
Ano:
3
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
1,5
Carga Horária:
PL(15H)
Área Científica:
MECÂNICA COMPUTACIONAL
Objectivos de Aprendizagem:
Dotar os alunos da capacidade para resolver autonomamente problemas de Termodinâmica Aplicada cuja solução não é exequível por análise matemática simples, utilizando métodos numéricos e computacionais. O que implica:
•Desenvolver competências para a resolução de problemas de Termodinâmica Aplicada através de métodos numéricos.
•Saber analisar um problema termodinâmico, identificar variáveis e relações relevantes, e conceber um algoritmo numérico adequado à sua resolução.
•Ser capaz de implementar algoritmos em programas de computador utilizando linguagens de alto nível (por exemplo, Matlab ou Fortran).
•Aplicar técnicas de interpolação, integração numérica e resolução de sistemas de equações lineares em problemas de termodinâmica.
•Realizar simulações de processos e ciclos termodinâmicos, otimizar parâmetros e interpretar criticamente os resultados obtidos.
•Utilizar ferramentas comerciais, como o EES (Engineering Equation Solver), para explorar problemas mais complexos
Conteúdos programáticos:
• Interpolação e extrapolação numérica (linear, polinomial, por segmentos).
• Integração numérica (regra do trapézio, regra de Simpson, quadratura de Gauss).
• Resolução numérica de sistemas de equações lineares (eliminação de Gauss, métodos matriciais ou solucionadores incorporados).
• Cálculo das propriedades termodinâmicas (u, h, s) quando cp(T) ou cv(T) são funções da temperatura.
• Análise de processos envolvendo compressão ou expansão de gases com propriedades variáveis.
• Otimização de ciclos termodinâmicos e cálculo da eficiência em função dos parâmetros que os regem.
• Utilização do EES (Engineering Equation Solver) para validar códigos numéricos e explorar problemas termodinâmicos avançados (por exemplo, temperatura de chama, equilíbrio com dissociação).
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
A=A avaliação desta unidade curricular baseia-se em duas componentes principais:
- 1 Teste de Frequência (25% / 5 valores) - Presença obrigatória.
- 5 Trabalhos Práticos Computacionais (TPCs) / Experiências Digitais (75% / 15 valores).

Validação da nota de TPC:
TPC_validado = max(min(TPC, Freq + 3), Apresentação Oral do TPC)

B=Condições de Assiduidade e Aprovação:
- Assiduidade: Presença mínima obrigatória de 85,7% (apenas é permitida 1 falta em 7 aulas laboratoriais).
- Aprovação direta: Nota final >= 9,5 valores, exigindo TPC_validado >= 10,0/20 e Frequência >= 9,5/20.

C=Acesso a Exame:
- Para admissão a exame é obrigatório ter TPC_validado >= 10,0/20 e Frequência entre 7,0 e 9,4 valores.
- Estudantes com TPC_validado < 10,0 reprovam diretamente e não têm acesso ao exame.
- Estudantes com Frequência < 7,0 reprovam diretamente e não têm acesso ao exame.
- Apenas a componente teórica (freq) pode ser substituída no exame:
Nota final no exame = 0,25 x EXAME + 0,75 x TPC_validado.
Bibliografia principal:
• Fundamentos de Termodinâmica Aplicada, Paulo Pimentel de Oliveira, 2ª Edição de 2015, Lidel Editora, Lisboa.
• Yunus A. Çengel, Michael A. Boles, Thermodynamics: An Engineering Approach, 8th Edition, McGraw-Hill, 2015
Língua:
Português
Esta informação promove os seguintes Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU:
Garantir o acesso à educação inclusiva, de qualidade e equitativa, e promover oportunidades de aprendizagem ao longo da vida para todos