Métodos Computacionais em Engª Térmica

Código:

EM0054

Sigla:

MCET

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Fluidos e Calor

Ocorrência: 2007/2008 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Fluidos e Energia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEM	32	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	5	-	6	56	160

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

Stoecker, Wilbert F.; Design of thermal systems. ISBN: 0-07-100610-9 (ano de 1989)
Jaluria, Yogesh; Design and optimization of thermal systems. ISBN: 0-07-032388-7
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

As aulas são teórico-práticas. Nalgumas aulas é apresentada a teoria e esboça-se a resolução de alguns problemas típicos. Outras estão destinadas à resolução de exercícios e à orientação de trabalhos de computação a realizar por grupos de alunos.

Algumas das aulas práticas decorrem em sala equipada com computadores.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Aulas da disciplina (estimativa)	Participação presencial	56,00
Trabalho de computação	Trabalho escrito	56,00		2007-12-21
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo	Estudo autónomo	50
	Total:	50,00

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.