Disciplina: MEC050 - INTRODUÇÃO A DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL
Horas Aula: 4
Departamento: DEPTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Plano de Ensino
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Ementa
Disciplina destina a alunos do curso de Engenharia Mecânica da Universidade Federal de Juiz de Fora, cujo objetivo é introduzir a dinâmica dos fluidos computacional. Os alunos aprenderão conceitos e informações relvantes para o uso de técnicas computacionais na resolução de problemas envolvendo escoamento de fluidos. O curso se baseará na aplicação de dinâmica dos fluidos computacionais em ferramentas gratuitas, como python e OpenFOAM. Ao final do semestre os alunos serão capazes de conduzir suas próprias simulações em ambiente OpenFOAM, com pensamento crítico sobre as escolhas e métodos que melhor representem seu problema, além da utilização de métodos mais eficientes e que reduzam o custo computacional.
Conteúdo
Introdução à dinâmica dos fluidos computacional: Aspectos gerais, escoamento de fluidos, etapas de solução, tipo de malhas e aplicações. Equações diferenciais parciais: Problemas de equilíbrio, problemas transientes e aspectos matemáticos. Equações de diferenças finitas: Aproximação por diferenças finitas, discretização de equações estacionárias, discretização temporal, volumes finitos e escolha da discretização adequada. Técnicas de solução numérica: Solução de sistremas lineares, equações parabólicas, elípticas e hiperbólicas. Equações de Navier-Stokes: Conservação de massa, energia e momento linear. Métodos numéricos para Navier-Stokes: Discretização das equações, métodos explícitos, métodos implícitos e condições iniciais para escoamentos transientes. Aplicações: Escoamento do ar ao redor de uma aeronave, escoamento de um líquido no interior de dutos e escoamentos com transferência de calor.
Bibliografia
Fortuna, A. O. 2012. Técnicas Computacionais para Dinâmica dos Fluidos: Conceitos Básicos e
Aplicações, 2a ed. Editora da Universidade de São Paulo.
Bibliografia(continuação)
Não informado
Bibliografia complementar
Anderson Jr., J. D. 1995. Computational fluid dynamics: basics with applications. McGraw-Hill.
Moukalled, F., Mangani, L., Darwish, M. 2016. The Finite Volume Method in Computational
Fluid Dynamics: An Advanced Introduction with OpenFOAM an Matlab. Springer.
