SIMULATING THE FUTURE
Pós-Graduação em Simulação Computacional
Análise Numérica de Escoamentos utilizando
Dinâmica dos Flu...
Fundamentos de Mecânica dos Fluidos
1.	 Propriedades Físicas dos Fluidos:
	 a. Sólidos;
	 b. Líquidos;
	 c. Gases.
2.	 Con...
cursos@esss.com.br
Imagem Cortesia: Dyson Ltda.
CURSO SEMIPRESENCIAL
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Escoamentos Multifásicos: Fundamentos e Modelagem
Computacional
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  1. 1. SIMULATING THE FUTURE Pós-Graduação em Simulação Computacional Análise Numérica de Escoamentos utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional INTRODUÇÃO A experiência adquirida em mais de 18 anos na capacitação de profissionais nos diversosramosdaengenhariapermitequeaESSSofereçacursosdepós-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 numéricasecomputacionais.Assim,oalunocompreenderáafísicadosproblemas estudados, sendo capaz de realizar atividades práticas de simulação de sistemas complexosereaisdeengenharia.Ocursocontacomaulaspresenciaiseatividades 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 convidadosdeoutrasInstituiçõesdeEnsinoSuperiorcomsólidaformaçãoemensino, pesquisa, extensão e consultoria. Profissionais da indústria ministrarão palestras cujo objetivo é alinhar ainda mais o conhecimento às necessidades prementes do mercado profissional. CoordenadorGeraldoProgramadePós-Graduação: ClovisRaimundoMaliska, Ph.D. Coordenador do Curso: Raphael David Aquilino Bacchi, M.Sc. - ESSS 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. INTERCÂMBIOINTERNACIONAL-ESOCAET O iESSS proporciona a opção de intercâmbio internacional de disciplinas de pós-graduação com a European School of Computer Aided Engineering Technology ( esocaet ), instituição fundada a partir de uma parceria entre a empresa CADFEM e universi- dades alemãs. A escola esocaet oferece o curso Master of Engineering Applied Computational Mechanics em parceria com a University of Applied Sciences of Landshut e a University of Applied Sciences of Ingolstadt. O convênio prevê o intercâmbio de cinco alunos do curso de pós-graduação do iESSS por ano. Para participar, é necessário estar cursando o 3º semestre ou ter concluído a pós-graduação profissional iESSS, bem como ter proficiência em inglês. As características do mestrado da esocaet seguem a proposta de ensino do iESSS: currículo focado na aplicação. SEMIPRESENCIAL
  2. 2. Fundamentos de Mecânica dos Fluidos 1. 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: • Frequência mínima de 75% (setenta e cinco por cento) da carga horária de cada disciplina; • Nota final igual ou superior a 7 (sete) em cada disciplina; • AprovaçãodoTrabalhodeConclusão de Curso.
  3. 3. 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. • 90 horas presenciais e 270 horas de 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.
  4. 4. Escoamentos Multifásicos: Fundamentos e Modelagem Computacional 1. 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 Calor 1. 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 Computacional 1. 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 Industriais 1. 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. ESSS - Brasil www.esss.com.br ESSS - Chile www.esss.cl ESSS - Colômbia www.esss.com.co ESSS - Peru www.esss.com.pe ESSS - North America www.esss-usa.com ESSS - Argentina www.esss.com.ar © 2013 - Engineering Simulation and Scientific Software Ltda. | 11.iESSS

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