Dinâmica de Fluidos Computacional

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Mohammadmahdi Abdollahzadehsangroudi
Código:
10390
Ano:
4
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.
• 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 capacidade realizar simulações avançadas e analisar escoamentos laminar/turbulentos dependendo da escolha do projeto.
• A capacidade Redigir relatórios técnicos que sintetizem os resultados das simulações.
Conteúdos programáticos:
O curso combina sessões teóricas e práticas, permitindo o desenvolvimento progressivo de competências em CFD e inclui:
Modulo A:
1. Introdução à simulação numérica:
2. Métodos de volumes finitos: Introdução ao conceito de discretização de equações diferenciais e às regras gerais, Discretização e resolução numérica da equação de difusão
3. Solução de sistemas de equações lineares: Métodos diretos e iterativos, com análise de eficiência computacional.
4. Soluções para escoamentos transientes e estáveis: metodos explícito e implícito
5. Tratamento da Convecção: implementação de esquemas convectivos.
6. Cálculo do Campo de Velocidade: Algoritmo SIMPLE e equaçõ correção de pressão.
Modulo B:
7. Geometrias complexas e creacao malhas
8. Eficiência e precisão: Estudos de independência de malha, análise de erro e otimização da simulação.
9. Aplicação de software comercial e open-source: Aplicação de OpenFOAM ou Ansys Fluent para realizar simulações em uma variedade de problemas de escoament
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-16
Bibliografia principal:
• Abdollahzadehsangroudi, M. (2024). Apontamentos da unidade curricular preparados pelo docente – Dinâmica de Fluidos Computacional, UBI.
• "Mecânica Computacional". Depart. Enga. Electromecânica, Reprografia da UBI (2001), págs. 164.
• 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