Métodos Computacionais em Fluidos e Calor

Código:

EM1550

Sigla:

MCFC

Ocorrência: 2004/2005 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Fluidos e Energia
Instituição Responsável:	Faculdade de Engenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
LEM	20	Plano de Estudos EM Oficial a partir de 2000	5	3,5	7	-
		Plano para Bachareis EM a partir 2000	2	3,5	7	-

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Esta disciplina pretende fornecer aos alunos os conhecimentos necessários à modelação numérica de sistemas e processos térmicos, incluindo a representação matemática das suas componentes e a resolução das equações resultantes, com recurso a algoritmos de computação. São discutidos métodos e algoritmos, com vista à optimização de sistemas térmicos. É feita uma introdução aos métodos das diferenças finitas e volumes finitos, para aplicação a sistemas distribuidos particularmente com transferência de calor.

Programa

INTRODUÇÃO: o papel da simulação no projecto de sistemas térmicos; tipos de modelos matemáticos e numéricos.
TÉCNICAS AUXILIARES DE MODELAÇÃO GLOBAL DE SISTEMAS: interpolação numérica e ajustamento de funções uni e multi-variável; aplicação a equipamentos térmicos com utilização de software.
MODELAÇÃO GLOBAL DE COMPONENTES EM REGIME PERMANENTE: solução numérica de equações e sistemas de equações não lineares; utilização do software EES; aplicação a sistemas térmicos: sistemas de aquecimento/arrefecimento, ciclos motores, etc.
MODELAÇÃO GLOBAL EM REGIME DINÂMICO: métodos de integração numérica de equações e sistemas de equações diferenciais ordinárias; utilização do programa EES; aplicação a sistemas térmicos: sistemas de aquecimento/arrefecimento com acumulação mássica/térmica, redes de ar comprimido, etc.
MODELAÇÃO DISTRIBUIDA: Equações diferenciais de transporte e sua representação genérica; métodos de discretização (diferenças finitas e volumes finitos); aplicação a sistemas com condução de calor uni e multi-dimensional instacionária; aplicação a escoamentos não viscosos.
MÉTODOS DE OPTIMIZAÇÃO: métodos de pesquisa uni e multi-variável; método dos multiplicadores de Lagrange com e sem restrições; programação linear; programação geométrica; algoritmos de optimização; aplicações a redes de fluidos e sistemas térmicos.

Bibliografia Obrigatória

Jaluria, Yogesh; Design and optimization of thermal systems. ISBN: 0-07-032388-7
Stoecker, Wilbert F.; Design of thermal systems. ISBN: 0-07-100610-9 (ano de 1989)
Patankar, Suhas V.; Numerical Heat Transfer and Fluid Flow. ISBN: 0-07-048740-5

Bibliografia Complementar

EES Software Manual
Amos Gilat; MATLAB - an Introduction with Applications

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A disciplina está estruturada em aulas teóricas e teórico-práticas. Nas aulas teóricas é apresentada a teoria e esboça-se a resolução de alguns problemas típicos. As aulas teórico-práticas estão destinadas à resolução de exercícios e à orientação de trabalhos de computação a realizar por grupos de alunos.

As aulas práticas decorrem em sala equipada com computadores.

Software

EES - Engineering Equation Solver MATLAB

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Obtenção de frequência

Não exceder o número limite de faltas (25%) e entregar os trabalhos de computação.

Fórmula de cálculo da classificação final

classificação pesada com 2/3 para a nota do exame final e 1/3 para a nota dos trabalhos de computação.

Provas e trabalhos especiais

Prova de computação oral, consistindo na utilização do programa EES para resolução de um problema prático.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame escrito de 2 horas e prova especial.

Melhoria de classificação

Melhoria de classificação possível apenas para o exame final.