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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola de Engenharia de São Carlos
 
Engenharia Mecânica
 
Disciplina: SEM0588 - Fenômenos de Transporte Computacional
Computational Transport Phenomena

Créditos Aula: 3
Créditos Trabalho: 1
Carga Horária Total: 75 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2021 Desativação:

Objetivos
Fornecer os fundamentos básicos de métodos numéricos para problemas de transporte de energia e fluídos em máquinas e sistemas térmicos.
 
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
88990 - Fernando Eduardo Milioli
2536867 - Luben Cabezas Gómez
 
Programa Resumido
Conceitos fundamentais de fenômenos de transporte e equações de balanço. Solução numérica de problemas de transferência de calor. Solução numérica de problemas de mecânica dos fluidos. Introdução ao método dos elementos finitos para solução de problemas de difusão de calor. Breve introdução ao método de Lattice Boltzmann. Métodos discretos para simulação de trocadores de calor.
 
 
 
Programa
- Conceitos fundamentais de fenômenos de transporte e equações de balanço: Definições fundamentais de fenômenos de transporte, equações de balanço para volumes de controle, equações de balanço diferenciais, resolução de problemas.
- Solução numérica de problemas de transferência de calor: Introdução ao método das diferenças finitas. Solução de problemas 1D e 2D de condução de calor. Métodos de solução de sistemas algébricos. Métodos de solução explícitos e implícitos. Solução de problemas transientes 0D e 1D de condução de calor.
- Solução numérica de problemas de mecânica dos fluidos: Solução de problemas de contorno 1D (Blasius, escoamentos desenvolvido 1D). Solução de problemas de transporte hiperbólicos e parabólicos 1D (equação de Burgers). Solução de escoamentos 2D com diferenças finitas, introdução à alguns algoritmos de cálculo.
- Introdução ao método dos elementos finitos para solução de problemas de difusão de calor: Introdução aos métodos de resíduos ponderados, método dos elementos finitos de Galerkin para solução de difusão de calor 2D estacionária.
- Breve introdução ao método de Lattice Boltzmann: Introdução à cinética de partículas, a equação de Boltzmann e o método de Lattice Boltzmann, apresentação da solução de problemas 1D de difusão e de advecção-difusão.
- Métodos discretos para simulação de trocadores de calor: Métodos discretos do gradiente da temperatura e de número finito de trocadores de calor, solução de problemas. Modelagem pelo método por zonas de trocadores de calor com mudança de fase.
 
 
 
Avaliação
     
Método
Aulas expositivas teóricas, aulas de exercícios, recursos audiovisuais, listas de exercícios.
Critério
Média ponderada das notas atribuídas ao aluno em exercícios, projetos e provas. Esta média deve ser igual ou maior a 5.00 (cinco).
Norma de Recuperação
Os critérios de avaliação da recuperação devem ser similares aos aplicados durante o semestre regular do oferecimento da disciplina; 1) A nota final (MF) do aluno que realizou provas de recuperação dependerá da média do semestre (MS) e da média das provas de recuperação (MR), como segue: a) MF=5 se 5 ≤MR ≤ (10 - MS); b) MF = (MS + MR) / 2 se MR > (10 – MS) c) MF = MS se MR < 5. 2) O período de recuperação das disciplinas deve se estender do início até um mês antes do final do semestre subsequente ao da reprovação do aluno em primeira avaliação.
 
Bibliografia
     
Principal
- Bergman, T.L., Lavine, A., Incropera, F.P., DeWitt, D.P., Fundamentos de Transferência de Calor e Massa, 8va ed., LTC Editora, 2019.
- Nellis, G., Klein, S., Heat Transfer, Cambridge University Press, 2009.
- Mohamad, A.A., Lattice Boltzmann Method: Fundamentals and Engineering Applications with Computer Codes, 2nd ed., Springer-Verlag London Ltd., 2009.
- Özişik, M.N., Orlande, H.R.B., Colaço, M.J., Cotta, R.M., Finite Difference Methods in Heat Transfer, 2nd ed., CRC Press, 2017.

Complementar
- Fletcher, C.A.J., Computational Techniques for Fluid Dynamics 1: Fundamental and General Techniques, 2nd ed., Springer-Verlag, 1991.
- Bird, R.B., Stewart, W.E., Lightfoot, E.N., Fenômenos de Transporte, 2da ed., LTC Editora, 2004.
- Gilat, A., Subramaniam, V., Numerical Methods for Engineers and Scientists: An Introduction with Applications Using Matlab, 2nd ed., John Wiley & Sons, Inc., 2011.
 

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