SIMULATING THE FUTURE

Pós-Graduação em Simulação ComputacionalAnálise Numérica de Escoamentos utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional

INTRODUÇÃO

A experiência adquirida em mais de 20 anos na capacitação de profissionais nos diversos ramos da engenharia permite que a ESSS ofereça cursos de pós-graduação em simulação computacional, especialmente dirigidos aos profissionais que trabalham no desenvolvimento e projeto de produtos e processos inovadores.

OBJETIVO GERAL

O curso destina-se à capacitação e atualização de profissionais das várias áreas de engenharia e oferece ferramentas imprescindíveis para a realização de simulações computacionais de diferentes aplicações com o uso de softwares comerciais. Além disso, proporciona aos participantes a fundamentação necessária para a realização de análises de escoamentos utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional e conhecimentos teóricos e práticos de aplicação imediata no exercício profissional.

METODOLOGIA

O foco do curso é a formação prática do profissional, usando a teoria associada como ferramenta de entendimento, tanto das fenomenologias como das técnicas numéricas e computacionais. Assim, o aluno compreenderá a física dos problemas estudados, sendo capaz de realizar atividades práticas de simulação de sistemas complexos e reais de engenharia. O curso conta com aulas presenciais e atividades que serão realizadas com o auxílio das ferramentas de ensino a distância.

DISCIPLINAS

• Fundamentos de Mecânica dos Fluidos• Introdução à Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) • Escoamentos Turbulentos: Fundamentos e Modelagem Computacional • Escoamentos Multifásicos: Fundamentos e Modelagem Computacional• Modelagem Numérica de Transferência de Calor• Escoamentos Reativos e Combustão: Fundamentos

e Modelagem Computacional• Modelagem de Físicas Acopladas (Multiphysics)• Seminários em Análises de Aplicações Industriais

CORPO DOCENTE

O corpo docente é formado por doutores e mestres da ESSS, além de professores convidados de outras Instituições de Ensino Superior com sólida formação em ensino, pesquisa, extensão e consultoria. Profissionais da indústria ministrarão palestras cujo objetivo é alinhar ainda mais o conhecimento às necessidades prementes do mercado profissional.

Coordenador Geral do Programa de Pós-Graduação: Clovis Raimundo Maliska, Ph.D.

Coordenador do Curso: Carlos Eduardo Fontes, D.Sc. - ESSS

SEMIPRESENCIAL

iESSS ENSINO, PESQUISA E DESENVOLVIMENTO

O Instituto ESSS de Ensino, Pesquisa e Desenvolvimento (iESSS) é composto por uma equipe técnica com grande conhecimento da física dos problemas de engenharia, sua modelagem matemática e simulação computacional.

As atividades do iESSS estão focadas na busca de soluções que atendam a realidade de negócio dos clientes, bem como na capacitação profissional de seus colaboradores, tendo como principal meta contribuir para o processo inovativo e para o aumento da competitividade tecnológica industrial.

CURSOS DE CAPACITAÇÃO

Os cursos do iESSS reúnem conhecimentos práticos e teóricos de aplicação imediata e oferecem a formação adequada para engenheiros e designers aproveitarem ao máximo os recursos disponíveis em softwares comerciais de simulação computacional. São mais de 60 cursos de curta duração e o programa de pós-graduação em simulação a sua disposição.

Fundamentos de Mecânica dos Fluidos1. Propriedades Físicas dos Fluidos: a. Sólidos; b. Líquidos; c. Gases.2. Conceitos Básicos de Mecânica dos Fluidos: a. Definição de Meio Contínuo; b. Coordenadas Eulerianas e Lagrangeanas; c. Derivada Material; d. Teorema de Transporte de Reynolds; e. Introdução à Cinemática de Escoamentos.3. Equações de Conservação: a. Conservação de Massa; b. Conservação de Quantidade de Movimento:

• Equações de Euler;• Equação de Navier Stokes.

c. Conservação de Energia; d. Equações Constitutivas.

Introdução à Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD)1. Introdução: a. Conceitos Gerais: O que é CFD? Por que utilizar CFD?; b. Um Breve Histórico do Desenvolvimento de CFD; c. Exemplos de Aplicações de CFD.2. Modelagem e Equações Governantes: a. Dos Modelos Físicos aos Modelos Matemáticos:

• Equação de Conservação da Massa;• Equação de Conservação da Quantidade de Movimento;• Equação de Conservação de Energia.

b. Dos Modelos Matemáticos aos Modelos Numéricos:• Equação de Advecção-Difusão Genérica;• Técnicas de Discretização das Equações Regentes.

3. Método das Diferenças Finitas: a. A Ideia por Trás do Método; b. Expansão em Série de Taylor; c. Erro de Truncamento, Acurácia e Ordem de uma Aproximação; d. Aproximação da Primeira Derivada; e. Aproximação da Segunda Derivada; f. Vantagens e Desvantagens do Método.4. Método dos Volumes Finitos:

a. A Ideia por Trás do Método; b. Discretização da Equação da Difusão Permanente; c. Discretização da Equação de Advecção-Difusão Permanente:

• Upwind, CDS, QUICK, Upwind de Ordem Superior. d. Discretização Espacial no CFX x Fluent:

• Método dos Volumes Finitos Tradicional x Método dos Volumes Finitos baseado em Elementos Finitos.

5. Volumes Finitos para Problemas Transientes: a. Problemas Permanentes x Transientes; b. Discretização da Equação da Difusão Transiente:

• Método Explícito, Implícito e Crank-Nicholson. c. Discretização da Equação de Advecção-Difusão Transiente; d. Discretização Temporal no CFX x Fluent.

EMENTAS DAS DISCIPLINASPÚBLICO ALVO

Engenheiros e técnologos da Indústria de Desenvolvimento de Produtos ou Processos que pretendem adquirir maior experiência em métodos numéricos e que atuam ou pretendem atuar nas áreas de modelagem numérica.

PRÉ-REQUISITO

Graduação em Engenharia, Matemática, Física, Química ou Tecnologia. * A análise do currículo também auxilia na admissão aos cursos do iESSS. ** Não é necessário o prévio conhe-cimento em modelagem numérica.

CERTIFICAÇÃO

Certificado de pós-graduação em nível profissional. Será considerado aprovado o participante que cumprir as seguintes exigências:

• Frequênciamínimade75%(setentae cinco por cento) da carga horária de cada disciplina;

• Nota final igual ou superior a 7(sete) em cada disciplina;

• AprovaçãodoTrabalhodeConclusãode Curso.

cursos@esss.com.br

Imagem Cortesia: Dyson Ltda.

CURSO SEMIPRESENCIAL

• Aulas teóricas em vídeo.

• Aulas práticas online: Sábados, das 10:00 às 12:00 horas.

• Aulas presenciais: cinco módulos presenciais, Sextas-feiras e Sábados das 8:00 às 18:00 horas.

LOCAL DAS AULAS PRESENCIAIS

• São Paulo (SP) - ESSS

CARGA HORÁRIA

• 360 horas, distribuídas em 3 semestres letivos.

• 90horaspresenciaise270horasde aprendizagem a distância.

6. Consistência, Estabilidade e Convergência: a. Consistência de um Esquema Numérico; b. Estabilidade de um Esquema Numérico; c. Convergência da Solução Numérica; d. Resíduos e Convergência.

7. Discretização das Equações de Navier-Stokes: a. Características e Dificuldades Associadas às Equações de Navier-Stokes; b. Arranjos Deslocados x Colocalizados; c. Discretização Geral das Equações de Navier-Stokes; d. Métodos de Acoplamento Pressão-Velocidade:

• Método SIMPLE, SIMPLEC e PISO;• Métodos Segregados x Acoplados;• Acoplamento Pressão-Velocidade no CFX e Fluent.

8. Métodos para Solução de Sistemas Lineares: a. Métodos Diretos x Iterativos; b. Métodos de Solução no CFX e Fluent:

• Método Multigrid.9. Aplicações dos Conceitos no Fluent e CFX:

a. Geração/Importação de Geometrias; b. Técnicas de Geração de Malha:

• Geração de Malha no Meshing. c. Tipos de Condições de Contorno e Iniciais; d. Pós-processamento e Análise das Soluções Obtidas:

• Pós-processamento no CFD-Post.

Escoamentos Turbulentos: Fundamentos e Modelagem Computacional

1. Introdução;2. Modelagem Clássica da Turbulência: a. Equações Médias de Reynolds (RANS + URANS); b. Hipótese de Boussinesq (Viscosidade Turbulenta); c. Modelos a Zero, Uma Equação e Duas Equações; d. Modelos Baseados no Transporte das Tensões Turbulentas (RSM); e. Modelos com Adaptação de Escalas (SAS).3. Tratamento Próximo à Parede: a. Camada-Limite e Lei de Parede; b. Detalhes de Geração de Malha para Camada-Limite; c. Modelos de Lei de Parede Implementados.4. Simulação de Grandes Escalas (LES): a. Fundamentos da Simulação de Grandes Escalas; b. Modelos Sub-malha para Simulação de Grandes Escalas; c. Comentários sobre DNS (Simulação Numérica Direta).5. Turbulência em Escoamentos Multifásicos e

com Empuxo: a. Modelagem de Escoamentos Turbulentos Euler-Lagrange; b. Modelagem de Escoamentos Turbulentos Euler-Euler.

6. Modelos de Transição de Escoamentos: a. Parâmetros de Transição de Escoamentos; b. Modelos de Transição a Uma e Duas Equações.

7. Turbulência em Escoamentos de Fluidos Não-Newtonianos;8. Seleção de Modelos para Aplicações Específicas.

Escoamentos Multifásicos: Fundamentos e Modelagem Computacional1. Introdução: Classificação dos Escoamentos Multifásicos: a. Escoamento Disperso-Contínuo; b. Escoamento Contínuo-Contínuo; c. Análise de Morfologia de Escoamento; d. Seleção de Modelos Específicos.2. Modelagem Matemática: Equações Governantes: a. Transferência de Quantidade de Movimento; b. Transferência de Energia; c. Transferência de Massa; d. Seleção de Modelos Específicos.3. Abordagem Lagrangeana;4. Abordagem Euleriana: a. Modelos Homogêneos:

• VOF;• Superfície Livre.

b. Modelos Heterôgeneos:• Transferência de Momento

Interfacial;• Modelo Algébrico; • Modelos de Superfície Livre;• VOF Multi-Fluido.

5. Seleção de Modelos para Aplicações Específicas.

Modelagem Numérica de Transferência de Calor1. Fundamentos da Transferência de Calor: a. Introdução:

• Mecanismos de Transferência de Calor;• Primeira Lei da Termodinâmica; • Propriedades Térmicas dos Materiais.

b. Equação de Difusão de Calor:• Lei de Fourier;• Equação da Difusão de Calor.

c. Discretização da Equação Governante:• Diferenças Finitas;• Volumes Finitos; • Discretização da Equação de Difusão de Calor.

d. Equações de Transporte de Energia.2. Condução entre Materiais Distintos: a. Resistência Térmica; b. Resistência de Contato.3. Convecção: a. Introdução; b. Classificação da Convecção; c. Números Adimensionais; d. Coeficiente de Convecção; e. As Camadas Limites;

f. Convecção Forçada:• Convecção Forçada Externa;• Convecção Forçada Interna.

g. Convecção Natural.4. Radiação.

Escoamentos Reativos e Combustão: Fundamentos e Modelagem Computacional1. Escoamentos Reativos - Fundamentos: a. Reações Homogêneas; b. Reações Heterogêneas e de Superfície; c. Aplicações de Escoamentos Reativos.2. Combustão Industrial: a. Fundamentos; b. Modelagem de Chamas Não Pré-Misturadas; c. Modelagem de Chamas Pré-Misturadas; d. Modelagem de Chamas Parcialmente Pré-Misturadas; e. Modelagem da Combustão de Líquidos e Sólidos; f. Radiação em Combustão; g. Modelagem de Espécies Poluentes e Fuligem; h. Modelagem de Ignição.

Modelagem de Físicas Acopladas (Multiphysics)1. Técnicas de Acoplamento;2. Interação Fluido-Estrutura (FSI): a. Introdução à Análise Estrutural; b. Introdução à Interação Fluido-Estrutura (FSI); c. Tipos de Transferência de Carregamento; d. Transferência de Dados Transiente; e. Tensões Térmicas.3. Análise Aeroacústica.

Seminários em Análises de Aplicações Industriais1. Seminários de Aplicações Industriais Apresentados

por Profissionais da Área (Automotiva, Turbomáquinas e Válvulas, Óleo e Gás, Offshore, entre outras);

2. Trabalho de Conclusão de Curso.

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