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


Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação
 
Matemática Aplicada e Estatística
 
Disciplina: SME0253 - Mecânica dos Fluidos Computacional II
Computational Fluid Dynamics II

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 2
Carga Horária Total: 120 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2013 Desativação:

Objetivos
Familiarização do estudante com técnicas numéricas para a solução das equações que modelam escoamentos compressíveis.
 
Introduce numerical techniques for the solution of model equations for compressible flows.
 
 
Programa Resumido
"Escoamento potencial bidimensional, equações, tratamento numérico e interpretação da solução (cálculo da pressão por Bernoulli, cálculo de trajetórias, linhas de corrente, etc.). Escoamentos compressíveis, revisão dos conceitos físicos e das equações. Equações de Euler compressíveis. Caso unidimensional estacionário, bocal convergente-divergente. Caso unidimensional transiente, o problema do tubo de choque. Tratamento numérico do caso unidimensional por volumes finitos. Discussão sobre upwinding, limitadores de fluxo, slope limiters. Exemplos utilizando o software CLAWPACK ou similar. Conceitos básicos do caso tridimensional Navier-Stokes".
 
 
 
Programa
Escoamento potencial bidimensional, equações, tratamento numérico e interpretação da solução (cálculo da pressão por Bernoulli, cálculo de trajetórias, linhas de corrente, etc.). Escoamentos compressíveis, revisão dos conceitos físicos e das equações. Equações de Euler compressíveis. Caso unidimensional estacionário, bocal convergente-divergente. Caso unidimensional transiente, o problema do tubo de choque. Tratamento numérico do caso unidimensional por volumes finitos. Discussão sobre upwinding, limitadores de fluxo, slope limiters. Exemplos utilizando o software CLAWPACK ou similar. Conceitos básicos do caso tridimensional Navier-Stokes.
 
Two-dimensional potential flows, equations, numerical treatment and interpretation of the numerical solution (pressure computation from Bernoulli equation, computation of trajectories, streamlines, etc.). Compressible flows, review of physical concepts, compressible Euler equations. Steady one-dimensional case, convergent-divergent geometry. Unsteady one-dimensional case, shock-tube problem. Discretization of the one-dimensional case by finite volumes. Discussion about upwinding, flux limiters, slope limiters. Examples using CLAWPACK or similar software. Basic concepts of three-dimensional Navier-Stokes equations.
 
 
Avaliação
     
Método
Exposição seguida de exercícios e trabalhos práticos dentro e fora de classe.
Critério
Serão atribuídas notas a provas e trabalhos práticos, executados alguns em classe e outros fora de classe. A nota final será calculada pela média ponderada dessas notas obtidas pelo aluno no decorrer do semestre.
Norma de Recuperação
Número de provas: no mínimo uma (01) e no máximo duas (02) provas.
Critério de aprovação: 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:
• MF = 5 se 5 <= MR <= (10 - MS)
• MF = (MS + MR) / 2 se MR > (10 - MS)
• MF = MS se MR< 5
 
Bibliografia
     
-	FLETCHER, C.A.J. “Computational Techniques for Fluid Dynamics”. Vols. 1, 2 + Manual de Soluções.
- FERZIGER, J.H.; PERIC, M. “Computational Methods for Fluid Dynamics”.
Bibliografia complementar:
- CELIK, I. “Benchmark Test Cases for Computational Fluid Dynamics”.
- WENDT, J.F.V. “Computational Fluid Dynamics: An Introduction”.
- JOHN, D.; JR. ANDERSON. “Computational Fluid Dynamics: The Basics With Applications”. McGraw-Hill (Series in Mechanical Engineering).
- HOFFMANN, K.A.; CHIANG, S.T. “Computational Fluid Dynamics for Engineers”. Vols. 1 e 2.
- VERSTEEG, H.K.; MALALASEKERA, W. “An Introduction to Computational Fluid Dynamics : The Finite Volume Method”.
- POZRIKIDIS, C. “Introduction to Theoretical and Computational Fluid Dynamics”.
- TANNEHILL, J.C.; ANDERSON, D.A.; PLETCHER, R.H. “Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer”. (Series in Computational and Physical Processes in Mechanics and Thermal Sciences).
- MALISKA, C.R. “Transferência de Calor e Mecânica dos Fluidos Computacional”.
 

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