| Código |
17664
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| Ano |
1
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| Semestre |
S2
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| Créditos ECTS |
6
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| Carga Horária |
PL(15H)/T(30H)/TP(15H)
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| Área Científica |
Engenharia Mecânica
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Objectivos de Aprendizagem |
Este curso oferece uma introdução abrangente à teoria, implementação e aplicação da Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD). O objetivo é fornecer aos alunos as competências para resolver problemas de escoamento de fluidos usando métodos numéricos, com foco nos princípios da CFD, esquemas de discretização de volumes finitos, integração temporal e modelagem de turbulência.
Os alunos desenvolverão a capacidade de implementar solvers básicos de CFD e aplicar ferramentas de pré-processamento em diferentes softwares (como Ansys Fluent), e realizar simulações avançadas.
Resultados de aprendizagem:
• Compreender os princípios da CFD e suas aplicações em várias indústrias.
• Dominar a discretização por volumes finitos, implementação de condições de fronteira e análise de erros.
• Implementar solvers de CFD em pequena escala e aplicar pré-processadores e pós-processadores em softwares comerciais ou de código aberto.
• Analisar escoamentos turbulentos dependendo da escolha do projeto
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Conteúdos programáticos |
O curso combina sessões teóricas e práticas, permitindo o desenvolvimento progressivo de competências em CFD. As aulas práticas envolvem a utilização de OpenFOAM ou Ansys Fluent para realizar simulações.
1.Introdução à simulação numérica: Visão geral das vantagens e desafios da simulação numérica em vez de métodos experimentais.
2.Métodos de volumes finitos: Discretização das equações de Navier-Stokes para vários tipos de escoamento.
3.Solução de sistemas de equações lineares: Métodos diretos e iterativos, com análise de eficiência computacional.
4. Modelos de turbulência
5. Geometrias complexas e malhas: Estratégias para lidar com geometrias complexas em ambos os softwares.
6. Soluções para escoamentos transientes e estáveis: Implementação de técnicas de tempo explícito e implícito, com foco na estabilidade.
7. Eficiência e precisão: Estudos de independência de malha, análise de erro e otimização da simulção.
8. Aplicação de software comercial e open-source
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Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação |
A UC está estruturada com aulas teóricas e sessões práticas.
Aulas teórico-práticas: Estas aulas combinam a apresentação de conceitos fundamentais da CFD com a resolução de exercícios práticos. As aulas incluirão apresentações em PowerPoint, exemplos de aplicações e discussões interativas.
Laboratórios práticos: focam na aplicação problemas de engenharia reais utilizando software de CFD (OpenFOAM ou Ansys Fluent).
aulas invertida: baseada em tutoriais sobre simulação de vários problemas de CFD com relevância para o projeto final
Avaliação:
PR: Projeto computacional, sobre simulaçõe CFD um topico e apresentar os resultados na um relatório técnico +apresentação/discussão oral.
TP: Trabalhos de casa sobre resolvoucao problemas práticos com MATLAB/Fortran + relatórios +apresentação/discussão oral.
QU: quizzes baseados nos conceitos teóricos
nota final: (0,4TP + 0,4PR + 0,2QU)*20
Será necessário obter mais do 9,5 em cada componente para aprovação.
Horário de dúvidas: terças, 14h-16h
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Bibliografia principal |
• Ferziger, J.H., Peric, M., Computational Methods for Fluid Dynamics, ISBN 978-331-999-691-2, Springer Verlag, 1999.
Versteeg, H.K. and Malalasekara, W.(2008). Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method.Second Edition (Indian Reprint) Pearson Education
S.V. Patankar, Numerical Heat Transfer and Heat Flow, Hemisphere Publishing Corp., 1980.
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| Língua |
Português
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