Dinâmica de Fluidos Computacional

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Jorge Manuel Martins Barata
Código:
10370
Ano:
3
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
TP(60H)
Área Científica:
Aeronáutica e Astronáutica
Tipo de ensino:
Presencial.
Estágios:
Nenhum.
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 OpenFOAM ou Ansys Fluent), e realizar simulações avançadas. A escolha do software específico será discutida durante o curso, e os alunos poderão trabalhar com ambos, dependendo da necessidade do projeto.
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 em uma variedade de problemas de escoamento.
1. Introdução à simulação numérica:
2. Métodos de volumes finitos:
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 simulação.
8. Aplicação de software comercial e open-source: Aplicação de OpenFOAM ou Ansys Fluent para a simulação de sistemas ou componentes de fluidos, dependendo da escolha do projeto.
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.
Língua:
Português