Mecânica dos Fluidos Computacional

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 e opensources 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.

Caracterização geral

Código

9936

Créditos

6.0

Professor responsável

Luís Miguel Chagas da Costa Gil, Moisés Gonçalves de Brito

Horas

Semanais - 4

Totais - 62

Idioma de ensino

Português

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.

Bibliografia

  • 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, 3rd Ed., 2002.
  • J. D. Anderson. Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications. McGraw-Hill, Inc., 1995.
  • C. Hirsch. Numerical Computation of Internal and external flows: The Fundamentals of Computational Fluid Dynamics. Elsevier, 2nd Ed., 1989.

Método de ensino

Aulas teóricas e aulas práticas.

Método de avaliação

  1. A avaliação de conhecimentos é exclusivamente do tipo Projeto.
  2. Para obter aprovação os alunos devem frequentar pelo menos 2/3 das aulas (teóricas e práticas). E entregar, apresentar e discutir: o anteprojecto, relatório de progresso e o projecto final, respeitando as datas previstas para tal.
  3. A classificação final corresponde a 10% para o anteprojeto, 10% para o relatório de proegresso e 80% para o projeto final. A classificação destas componentes é obtida pela apreciação do relatório, da apresentação, da discussão oral e de questões individuais.
  4. Datas relevantes:
  • Entrega do anteprojeto: por email em pdf até às 24h do dia 29 de Setembro (Domingo) e em papel na aula de 2 de outubro.
  • Apresentação e discussão do anteprojeto: aula de 2 de outubro; enviar por email a apresentação em pdf até às 24h do dia 1 de Outubro, entregar em papel o pdf da apresentação aquando da apresentação.
  • Entrega do relatório de progresso: por email em pdf até às 24h do dia 3 de Novembro (Domingo) e em papel na aula de 6 de Novembro.
  • Apresentação e discussão do anteprojeto: aula de 6 de Novembro; enviar por email a apresentação em pdf até às 24h do dia 5 de Novembro, entregar em papel o pdf da apresentação aquando da apresentação.
  • Entrega do projeto final: por email em pdf até às 24h do dia 1 de Dezembro e em papel na aula de 4 de Dezembro.
  • Apresentação e discussão do projeto: aulas de 11 de Dezembro; enviar por email a apresentação em pdf até às 24h do dia 10 de Dezembro, entregar em papel o pdf da apresentação aquando da apresentação.
  • Questões individuais na tarde do dia 11 de Dezembro no gabinete do docente.

Penalização por atrasos no envio dos relatório e apresentação: 1 valor por atraso até 30 min; 2 valores por atraso de entre 30 min e uma hora; atrasos para além de uma hora não são tolerados.

Conteúdo

  1. Introdução à Mecânica dos Fluidos Computacional 
  2. Equações fundamentais que governam os escoamentos dos fluidos e condições de fronteira e iniciais 
  3. Fenomenologia da turbulência 
  4. Simulação numérica de escoamentos turbulentos 
  5. Método dos volumes finitos: discretização espacial e temporal 
  6. Aplicação do método dos volumes finitos aos problemas de difusão pura, convecção pura, convecção-difusão e Navier-Stokes
  7. Algoritmos de resolução 
  8. Malhas de discretização do domínio 
  9. Incerteza associada às simulações CFD 
  10. Códigos CFD comerciais e opensources 
  11. Pré- e pós-processamento de resultados

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: