Hidráulica Computacional

Código:

M.EC055

Sigla:

HC

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Hidráulica

Ocorrência: 2023/2024 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Engenharia Civil e Georrecursos
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Engenharia Civil

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M.EC	9	Plano de estudos oficial	1	-	6	45,5	162

Língua de trabalho

Inglês
Obs.: O português será usado de forma complementar ou como língua de trabalho quando não houver estudantes de língua estrangeira.

Objetivos

Conhecer as técnicas de discretização para equações em derivadas parciais.

Entender os compromissos associados a cada esquema de discretização.

Conhecer as equações de conservação dos escoamentos em superfície livre da hidráulica de superfície livre (urbana, fluvial e marítima).

Utilização de Excel, MATLAB, e programas de domínio público para fazer simulação de escoamentos permanentes e não permanentes.

Construir malhas para simulações 1D, 2D, 3D.

Resultados de aprendizagem e competências

Saber aplicar códigos abertos na análise de problemas complexos de hidráulica fluvial e marítima.

Saber escolher as condições fronteira e iniciais.

Identificar problemas de convergência, estabilidade e/ou precisão nas soluções numéricas e resolvê-los.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Matemática, computação, hidráulica.

Programa

1. Introdução: Objectivos e âmbito da UC. Exemplos de problemas de Hidráulica governados por equações diferenciais. Importância da simulação numérica.


2. Classificação das equações diferenciais ordinárias. Resolução numérica de problemas de valor inicial.


3. Equação em derivadas parciais a uma variável: equação linear de advecção-difusão, equação de Burger, equação RLW.


4. Métodos numéricos para equações em derivadas parciais.


5. Equações de conservação da mecânica dos fluidos nas formas integral e diferencial.


6. Modelos de circulação e de transporte.


7. Modelos de agitação marítima.


8. Modelos de transporte de sedimentos.

Bibliografia Obrigatória

Alfio Quarteroni; Cálculo Científico com Matlab e Octave. ISBN: 978-88-470-0717-8 (Versão em português)
Quarteroni A, Saleri F, Gervasio P; Scientifi Computing with MATLAB and Octave, Springer-Verlag, 2014. ISBN: 978-3-642-45366-3
Abbott MB, Minns AW; Computational hydraulics, Rutledge, 1998. ISBN: 9780291398352

Bibliografia Complementar

Hirsch C; Numerical Computation of Internal and External Flows: The Fundamentals of Computational Fluid Dynamics, Elsevier, 2007. ISBN: 9780750665940
Richard L. Burden; Numerical analysis. ISBN: 0-534-40499-5
Z. Kowalik; Numerical modeling of ocean dynamics. ISBN: 981-02-1334-4

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teórico-práticas (palestras) usando recursos de multimédia e quadro-negro sempre que necessário. Introdução aos conceitos teóricos dos pontos de vista físico e matemático. Formulação de problemas e a escolha da abordagem numérica mais correcta.

Aulas de laboratório computacional para análise e solução de problemas. Projectos individuais e em grupo para consolidação e avaliação dos conhecimentos

Software

HEC RAS
Matlab
Delft3D

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Trabalho prático ou de projeto	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	26,00
Frequência das aulas	45,50
Trabalho escrito	19,50
Total:	91,00

Obtenção de frequência

A obtenção de classificação final exige o cumprimento de assiduidade à unidade curricular, conforme estabelecido nas regras de avaliação da Universidade do Porto. Considera‐se que um estudante cumpre a assiduidade a uma unidade curricular se, tendo estado regularmente inscrito, não exceder o número limite de faltas correspondente a 25% de cada um dos tipos de aulas previstos.

Fórmula de cálculo da classificação final

1. ASPECTOS GERAIS

A Avaliação Distribuída tem carácter obrigatório e é sempre efectuada no ano lectivo em curso.

As componentes da Avaliação Distribuída consistem em 4 projectos a realizar total ou parcialmente fora do horário lectivo. Os projectos serão individuais ou de grupo, conforme indicação do docente responsável.

Não haverá Época de Recurso.


2. AVALIAÇÃO DISTRIBUÍDA

Todas as componentes de avaliação são classificadas na escala de 0 a 20 valores, com arredondamento às décimas.

A classificação final, CF (arredondada às unidades), resulta da seguinte fórmula de cálculo:

CF = 0.28×CP1 + 0.28×CP2 + 0.22×CP3 + 0.22×CP4

Na fórmula acima,

CPi — é a classificação obtida no projecto Pi (arredondada às décimas).


3. ÉPOCAS NORMAL E DE RECURSO

Não haverá Época de Recurso.

Provas e trabalhos especiais

Não se aplica.

Trabalho de estágio/projeto

Não se aplica.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Não se aplica.

Melhoria de classificação

Só possível pela frequência da UC em ano posterior.

Observações

Tempo de trabalho estimado fora das aulas: 3.5 h/semana.