Eletromecânica Computacional

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Paulo Jorge dos Santos Pimentel de Oliveira
Código:
7136
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:
Ensinar o método dos volumes finitos com vista à resolução computacional de problemas de mecânica dos fluidos e dos sólidos, e de transferência de calor e massa. Programação em Fortran. Fornecer competências na utilização de um código de elementos finitos para electrostática e electromagnetismo.
Compreender e saber aplicar o método dos volumes finitos com vista à resolução computacional de problemas de mecânica dos fluidos e dos sólidos, e de transferência de calor e massa. Aprender a programar em Fortran. Ganhar competências na utilização de um código de simulação comercial de elementos finitos em aplicações de electrostática e electromagnetismo. Antever a aplicação destes métodos a problemas reais de engenharia.
Conteúdos programáticos:
Parte I (Volumes Finitos)
1. Introdução.
2. Descrição matemática dos fenómenos físicos.
3. Conceito de discretização e bases do método dos volumes finitos.
4. Equação de difusão.
5. Tratamento da convecção.
6. Cálculo do campo de velocidade.

Parte II (Electromagnetismo)
1. Introdução à aplicação de elementos finitos na resolução das equações de Maxwell.
2. Dimensionamento de pequenos dispositivos electromagnéticos com base na ferramenta FEMM- Finite Element Method Magnetics.
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação:
O ensino faz-se, na Parte I da UC, de forma clássica, seguindo um método expositivo acompanhado por sessões práticas. Há 4 h de contacto por semana, divididas em duas aulas: uma teórica (2h) e uma prática (2h). A teoria e os conceitos gerais são dados na aula teórica, à taxa de 1 Secção do programa por semana (excepto a Sec 3 que necessita 3 semanas). A programação em FORTRAN é introduzida na aula prática, com aplicação imediata a problemas com interesse em engenharia. Após o término das aulas teóricas, o aluno começa a trabalhar na resolução do problema que escolheu e que constituirá a parte preponderante da avaliação. No fim do semestre há um módulo de 3 semanas dedicado à Parte II do programa (electromagnetismo) que segue um método teórico/prático.
Nesta UC não há exame. A avaliação compreende a realização de 1 trabalho final, envolvendo programação e escrita de relatório (70% nota final), um trabalho aplicado da parte de electromagnetismo (20%) e actividade ao longo semestre (10%).
Bibliografia principal:
“Mecânica Computacional - Notas Didáticas”, P.J. Oliveira, Reprografia da UBI, 2001, págs. 164.

“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.
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