Eletromecânica Computacional

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Mohammadmahdi Abdollahzadehsangroudi
Código:
17634
Ano:
1
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
T(30H)/TP(30H)
Área Científica:
ENGENHARIA ELECTROMECÂNICA
Objectivos de Aprendizagem:
1. Compreensão e Aplicação de Métodos Numéricos: Ensinar (i) o método dos volumes finitos para resolver computacionalmente problemas de mecânica dos fluidos e transferência de calor e (ii) o método dos elementos finitos para resolver computacionalmente problemas de mecânica dos sólidos.
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, e os métodos de discretização associados.
5. Desenvolvimento Prático: Implementar simulação numérica e escrever um relatório técnico, combinando a resolução de problemas práticos.
Conteúdos programáticos:
I: Método do FVM
1.Contextualização do método na simulação computacional.
2. Revisão das equações diferenciais em mecânica dos fluidos e transferência de calor.
3.Discretização e Bases do Método e regras gerais.
4.Equação de Difusão: Discretização e resolução numérica.
5.Tratamento da Convecção e Campo de Velocidade: conhecemento esquemas convectivos e Algoritmo SIMPLE.
II: Método do FEM
1.Análise matricial com elementos de mola; Equações de equilíbrio; matriz de rigidez global;
2.Princípios de Energia: deslocamentos virtuais; Princípio energia potencial total mínima;
3.Métodos Aproximados: Método de Ritz e resíduos ponderados;
4.Formulação Variacional: Condições gerais de equilíbrio, relação deformação-deslocamento e constitutiva; Condições de fronteira e graus de liberdade;
5.Tipos de Elementos;
III: Eletromagnetismo e Método de FEM
1.resolução das equações de Maxwell.
2.Dimensionamento de Dispositivos Eletromagnéticos: simulação com software FEMM
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
Nesta UC Não há exame.
A avaliação baseia-se em mini-projetos para a Parte I (A=50%),
trabalhos para casa para a Parte II (B=30%)
e um trabalho aplicado à parte de eletromagnetismo (C=20%).
Nota final= 0.5*A+0.3*B+0.2*B
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.
- “The Finite Element Method”, T. J. R. Hughes; Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1987.
- “Finite Elements in Applied Mechanics”, M. N. Bismarck-Nasr; Abaeté, São Paulo, 1993.
Língua:
Português