Mecânica dos Fluidos Computacional
Código
9936
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial
Créditos
6.0
Professor responsável
José Fernando de Almeida Dias, José Manuel Paixão Conde
Horas semanais
4
Língua de ensino
Português
Objectivos
Pretende-se que o aluno adquira: os fundamentos dos métodos numéricos para a solução das equações de Navier-Stokes/Reynolds; a percepção de como funcionam os códigos comerciais de mecânica dos fluidos computacional, perceber as suas potencialidades e limitações; a prática computacional que lhe permita resolver problemas concretos de Mecânica dos Fluidos em qualquer área de engenharia, e em particular na Engenharia Mecânica; e a capacidade de avaliar as soluções encontradas.
Pré-requisitos
É pressuposto o domínio das matérias versadas nas disciplinas: Cálculo Numérico, Introdução aos Computadores e Programação, Dinâmica dos Fluidos I e II e Transmissão de Calor.
Conteúdo
- Introdução
- Equações fundamentais que governam os escoamentos dos fluidos. Natureza matemática. Condições de fronteira e iniciais.
- Turbulência. Equações de Reynolds e modelos de turbulência.
- Métodos das diferenças finitas e dos volumes finitos. Técnicas de discretização e de interpolação. Implementação das condições de fronteira.
- Aplicação a problemas de difusão pura, convecção pura e convecção-difusão.
- Aplicação ao sistema de equações de Navier-Stokes/Reynolds. Algoritmos de resolução.
- Malhas de discretização do domínio.
- Incerteza associada às simulações CFD.
- Pós-processamento dos resultados. Tratamento gráfico dos resultados.
- Códigos CFD comerciais e opensource.
Bibliografia
- J. M. Paixão Conde. Mecânica de Fluidos Computacional: Texto de apoio à disciplina. FCT-UNL.
- H. Versteeg e W. Malalasekra. An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method. Prentice Hall, 2nd Ed.,2007
- J.H. Ferziger e M. Peric. Computational Methods for Fluid Dynamics. Springer Verlag, 2nd Ed., 2002.
- J. D. Anderson. Computational Fluid Dynamics. McGraw-Hill, Inc., 1995.
Método de ensino
Aulas teóricas e aulas práticas.
Método de avaliação
1. A avaliação é composta por 2 Testes e um conjunto de trabalhos laboratoriais.
2. O aluno obtém frequência se frequentar 2/3 das aulas teóricas e 2/3 das aulas práticas e tiver realizado 2/3 dos trabalhos laboratoriais nas datas previstas para tal e tiver obtido classificação positiva.
3. A frequência e a classificação obtida nos trabalhos laboratoriais é válida também para o ano seguinte. O aluno que tenha efectuado os trabalhos laboratoriais no ano anterior pode voltar a fazer-los no presente ano, revalidando a frequência e obtendo nova classificação nos mesmos.
4. A nota final é obtida pela formula: 0.15TL+0.85T. Sendo TL a média das nota dos trabalhos laboratoriais e T a média dos testes.
5. Para obter aprovação os alunos terão de obter a média dos teste (T) igual ou superior a 9.5 valores.
6. Os alunos devem inscrever-se para a realização dos testes e do trabalho laboratorial.
7. Se a nota final obtida pelo aluno for superior a 16, o aluno poderá optar por ficar com a classificação final de 16 valores ou realizar uma prova oral complementar para defesa de nota.
8. Nas provas de avaliação (minitestes ou exame) é obrigatório que os alunos se façam acompanhar do seu cartão de cidadão. Os alunos deverão levar consigo somente a máquina de calcular, folhas brancas e caneta azul/preta. A máquina de calcular deve ser do tipo científica simples. Não são permitidas máquinas de calcular com memória alfanumérica. É expressamente proibida a utilização de telemóveis no decorrer das provas. O não respeito deste ponto é assumido como ato fraudulento.