Análise de Sistemas em Engenharia Química II
System Analysis in Chemical Engineering II
Área de Concentração: 3137
Concentration area: 3137
Criação: 12/09/2022
Creation: 12/09/2022
Ativação: 12/09/2022
Activation: 12/09/2022
Nr. de Créditos: 8
Credits: 8
Carga Horária:
Workload:
Teórica (por semana) |
Theory (weekly) |
Prática (por semana) |
Practice (weekly) |
Estudos (por semana) |
Study (weekly) |
Duração | Duration | Total | Total |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 0 | 7 | 12 semanas | 12 weeks | 120 horas | 120 hours |
Docente Responsável:
Professor:
Song Won Park
Objetivos:
Formação na resolução de sistemas de equações diferenciais parciais e de equações diferenciais ordinárias com valores de contorno resultantes de modelagem matemática de sistemas de engenharia química, através de métodos numéricos e analíticos.
Objectives:
Solution to systems of partial differential equations and ordinary differential equations with boundary-value problems emerged from mathematical modeling of chemical engineering systems, using numerical and analytical methods.
Justificativa:
Os sistemas de equações diferenciais parciais e de equações diferenciais ordinárias com valores de contorno resultantes de modelagem matemática de sistemas distribuídos de engenharia química são muito frequentes na Engenharia Química.
Rationale:
The solution of the mathematical models of distributed chemical engineering systems are the core of analysis in Chemical System Engineering.
Conteúdo:
1. Introdução a modelagem matemática em Engenharia Química. Problema de níveis de complexidade e adequação ao uso e ao método numérico. Ressurgimento de modelagem devido ao CFD. 2. Exemplos de modelos de condução, convecção, reação em pellets e reatores tubulares. Solução de modelos lineares. 3. Equações diferenciais ordinárias com valores de contorno. Equações diferenciais parciais. 4. Métodos numéricos. Diferenças finitas. Polinomiais ortogonais. Colocação ortogonal. Quadraturas. Elementos finitos. Volumes finitos. Técnicas essencialmente não-oscilatórias para frentes de choque.
Content:
1.Introduction to Mathematical Modeling in Chemical Engineering. Problem of levels of complexity and their suitability to numerical method. Resurgence of modeling due to CFD. 2. Examples of conduction, convection, reaction in pellets and tubular reactors. Solution of linear models. 3. Ordinary differential equations with boundary-values. Partial differential equations. 4. Numerical methods. Finite differences. Orthogonal polynomials. Orthogonal collocation methods. Quadratures. Finite elements. Finite volumes. Essentially non-oscillatory techniques for moving fronts.
Forma de Avaliação:
Entrega de trabalhos. Aprovação = média das notas dos trabalhos.
Type of Assessment:
Evaluation by working exercises
Observação:
A aula é fortemente baseada em artigos e notas de aula.
Notes/Remarks:
The lectures are strongly based on articles (papers) and class notes
Bibliografia:
Moukalled, F., Mangani, L., Darwish, M. The finite volume method in computational fluid dynamics. An Advanced Introduction with OpenFOAM and Matlab. Springer. 2016. STEINHAUSER, M.O. Computational Multiscale modeling of fluids and solids. Springer, 2010 Reddy, J. N.; Anand, N. K.; Roy, P. Finite Element and Finite Volume Methods for Heat Transfer and Fluid Dynamics. Cambridge University Press; Nova edição (2023) Joel H Ferziger, J. H.; Peric, M.; Street, R.L. Computational Methods for Fluid Dynamics. 4th edição. Springer (2020) VERSTEEG, H.K., MALALASEKA, W., An Introduction to Computational Fluid Dynamics - The Finite Volume Method, 2nd edition. Longman Group, 2007 FINLAYSON, B.A., Numerical Methods for Problems With Moving Fronts, Ravenna Park Pub, 1992
Bibliography:
Moukalled, F., Mangani, L., Darwish, M. The finite volume method in computational fluid dynamics. An Advanced Introduction with OpenFOAM and Matlab. Springer. 2016. STEINHAUSER, M.O. Computational Multiscale modeling of fluids and solids. Springer, 2010 Reddy, J. N.; Anand, N. K.; Roy, P. Finite Element and Finite Volume Methods for Heat Transfer and Fluid Dynamics. Cambridge University Press; Nova edição (2023) Joel H Ferziger, J. H.; Peric, M.; Street, R.L. Computational Methods for Fluid Dynamics. 4th edição. Springer (2020) VERSTEEG, H.K., MALALASEKA, W., An Introduction to Computational Fluid Dynamics - The Finite Volume Method, 2nd edition. Longman Group, 2007 FINLAYSON, B.A., Numerical Methods for Problems With Moving Fronts, Ravenna Park Pub, 1992
Tipo de oferecimento da disciplina:
Presencial
Class type:
Presencial