Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

Linha de Pesquisa:

 

• Dinâmica dos Fluidos e Transferência de Calor

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Ementas:

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DIS - Dissertação

O assunto da Dissertação deverá ser uma escolha conjunta aluno-orientador. Para ter direito à defesa de Dissertação, o aluno deverá ter vencido as seguintes etapas:

• Ter cumprido um mínimo de 20 (vinte) créditos em disciplinas;
• Comprovar proficiência em língua estrangeira;
• Alunos estrangeiros oriundos de países cuja língua oficial não seja o português, deverão comprovar proficiência em língua portuguesa. A instituição avaliadora deverá ser reconhecida pela UDESC.
• Atestar o envio, devidamente protocolado, de artigo completo relacionado ao tema da dissertação, em conjunto com o orientador e coorientador (se houver), a ser publicado em congresso ou em revista científica com conceituação no Qualis;
• Ter sido aprovado no Exame de Qualificação.

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Disciplinas Obrigatórias:

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MA1 - Metodologias Acadêmicas

- 02 créditos - 30 horas

Uso de bases de dados; Patentes; artigos científicos em congressos e revistas especializados; apresentação de trabalhos  acadêmicos; Plágio e autoplágio; Metodologias de ensino e avaliação (em acompanhamento de um professor em uma disciplina da graduação).

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Disciplinas Eletivas:

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FM1 - Fundamentos de Matemática

- 04 créditos - 60 horas

Conceitos Básicos de Cálculo Numérico, Descrição Básica de um Algoritmo, Raízes de Equações, Operações Básicas com Matrizes, Métodos para a solução de sistemas lineares, Condicionamento, Solução de Sistemas Não-Lineares, Solução de Problemas de Autovalores e Autovetores, Decomposição em Valor Singular, Problema de Mínimos Quadrados, Derivada Numérica, Integração Numérica.

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MF1 - Introdução à Mecânica dos Fluidos

- 04 créditos - 60 horas

Revisão de cálculo vetorial; Noções de cálculo tensorial; Cinemática e dinâmica dos meios deformáveis; Equação da energia;  Equações constitutivas; Escoamentos de fluidos newtonianos e não-newtonianos; Escoamentos de fluidos perfeitos e a Equação de Bernoulli.

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TC1 - Convecção

- 04 créditos - 60 horas

Introdução (conceitos gerais); Obtenção das equações de governo para o problema de convecção; Convecção forçada; Convecção natural; Regime laminar e turbulento; Camada limite hidrodinâmica e térmica; Escoamento externo; Escoamento interno.

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DF1 - Dinâmica de Fluidos Computacional 1

- 04 créditos - 60 horas

Equações básicas; Técnicas de discretização: diferenças finitas e volumes finitos; Consistência, estabilidade e convergência de um esquema numérico; Métodos de solução para sistemas de equações algébricas; Regime permanente e regime transiente: métodos implícitos e explícitos; Solução numérica de escoamentos incompressíveis: métodos de acoplamento pressão-velocidade.

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TE1 - Técnicas Experimentais

- 04 créditos - 60 horas

Introdução à medição de grandezas mecânicas: Importância do planejamento experimental. Concepção de erros e incerteza de medição: principais fontes de erros, cálculo da incerteza de medição. Análise de dados experimentais. Características estáticas e dinâmicas dos instrumentos e sensores: sistemas de ordem zero, de primeira ordem e de segunda ordem. Determinação da função de
transferência. Calibração de sistemas de medição. Aquisição e condicionamento de sinais: Configuração de Sistemas de Aquisição com base em computadores pessoais. Conversores A/D e D/A, filtragem, amplificação e linearização. Processamento de sinais. Sensores e transdutores.

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FE1 - Fundamentos da Termodinâmica

- 04 créditos - 60 horas

Propriedades termodinâmicas. A primeira lei da Termodinâmica para sistemas abertos e fechados. A segunda lei da Termodinâmica para sistemas abertos e fechados. Reversibilidade e irreversibilidade. Mistura de gases ideais. Relações termodinâmicas. Equilíbrio termodinâmico.

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TC2 - Difusão

- 04 créditos - 60 horas

Noções básicas de termodinâmica e equilíbrio de fases; Equações de conservação da massa e da energia em sistemas difusivos; Soluções analíticas de problemas envolvendo difusão de calor e massa (regime permanente, transiente e de fronteira móvel).

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TO2: MVF - Tópicos Especiais II: Fundamentos do Método de Volumes Finitos

- 04 créditos - 60 horas

Métodos de aproximação numérica. Equações de governo. Aproximação das equações de governo. O método dos volumes finitos. Condições de contorno. Métodos de solução do sistema de equações. Aplicação a problemas difusivos, convectivos, acoplamento pressão-velocidade. Qualidade na programação.

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TO2: MTD - Tópicos Especiais II: Modelagem da Turbulência em Dinâmica dos Fluidos Computacional

- 04 créditos - 60 horas

Introdução e métodos de análise; Definição da média de Reynolds; Equações de Navier-Stokes com média de Reynolds (RANS); Modelos de turbulência algébricos; Modelos de turbulência baseados na energia cinética turbulenta; Simulação de grandes escalas (LES).

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TO2: AER - Tópicos Especiais II: Aerodinâmica Computacional

- 04 créditos - 60 horas

Equações diferenciais parciais; Técnicas de discretização; Análise numérica de fluxos invíscidos (não-viscosos); Métodos para análise de escoamentos viscosos compressíveis; Geração de malhas.

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TO2: ICO - Tópicos Especiais II:  Introdução à Combustão

- 04 créditos - 60 horas

Conceitos básicos; Combustão e Termoquímica; Cinética Química; Mecanismos Químicos; Escoamentos reativos; Chamas laminares; Métodos de Medição da Velocidade de Chama.

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TO2: SRP - Tópicos Especiais II: Simulação Numérica de Reservatórios de Petróleo

- 04 créditos - 60 horas

Equação da Difusividade Hidráulica, método das diferenças finitas, método de Newton-Raphson, tratamento de poços, reservatórios monofásicos 2D e 3D, reservatórios heterogêneos, método de Buckley-Leverett para deslocamento frontal, reservatórios bifásicos, modelo Black-Oil, reservatórios trifásicos, controle de time-step, inicialização do modelo, comparação com simuladores comerciais.

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TO2: EMP - Tópicos Especiais II: Escoamento Multifásico de Petróleo

- 04 créditos - 60 horas

Introdução e definições. Padrões de escoamento. Mapas de fluxo. Perda de carga em tubulações: modelos homogêneos e de fases separadas, modelos cinemáticos, correlações aplicadas a escoamento de óleo e gás. Modelagem de padrões de escoamento e suas transições. Softwares de escoamento.

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TO2: EFP - Tópicos Especiais II: Equilíbrio de Fases de Fluidos de Petróleo

- 04 créditos - 60 horas

Termodinâmica de Fluidos de Petróleo; Tipos de Fluidos de Petróleo; Modelagem Termodinâmica de Fluidos de Petróleo; Modelo Black-Oil; Modelo Composicional; Cálculo de Propriedades PVT; Parafinas; Hidratos; Simuladores PVT. Equilíbrio de Fases na indústria de óleo e gás.

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TO2: FGE - Tópicos Especiais II: Fundamentos de Garantia de Escoamento

- 04 créditos - 60 horas

- Pré-requisito: TO2 - EFP - Equilíbrio de Fases de Fluidos de Petróleo

Introdução a Termodinâmica de Petróleo; Introdução ao Escoamento Multifásico; Transferência de Calor em Sistemas de Produção de Petróleo e Gás Natural; Introdução à Garantia de Escoamento. Parafinas; Hidratos e Problemas de GARESC na indústria de óleo e gás.

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TO2: MRB - Tópicos Especiais II: Método do Reticulado de Boltzmann

- 04 créditos - 60 horas

Elementos de Hidrodinâmica e Teoria Cinética. Métodos numéricos aplicados à mecânica dos fluidos. A equação de evolução do reticulado de Boltzmann. Operadores de colisão. Análise da equação de evolução. Condições inicial e de contorno. A dimensionalização e escolhas dos parâmetros de simulação. Implementação das simulações. Forças. Escoamentos térmicos. Escoamentos multifásicos e multicomponentes.

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TO2: MGN - Tópicos Especiais II: Volumes finitos para malhas generalizadas e não-estruturadas

- 04 créditos - 60 horas

Sistemas de coordenadas generalizadas. Malhas generalizadas, múltiplas e não estruturadas. Técnicas de geração de malha computacional. Volumes finitos para malhas não estruturadas.

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TO2: EFF - Tópicos Especiais II: Equilíbrio de Fases Avançado

- 04 créditos - 60 horas

Equilíbrio de Fases de Sistemas Multifásicos e Multicomponentes; Equações de Estado Avançadas; Modelagem de Testes PVT de Laboratório; Simuladores PVT. Aplicações de Equilíbrio de Fases na indústria de óleo e gás.

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TO2: AEMG - Tópicos Especiais II: Análise Estatística Multivariada e Geoestatística

- 04 créditos - 60 horas

Amostragem, estruturae descrição de dados. Intervalos de confiança e testes de hipóteses. Regressão e correlação. Estatística multivariada. Probabilidade ecombinação de probabilidades. Geoestatística, modelagem variográfica e krigagem.

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TO2: MIP - Tópicos Especiais II: Modelagem Integrada de Produção

- 04 créditos - 60 horas

- Pré-requisito: TO2 - EFP - Equilíbrio de Fases de Fluidos de Petróleo

Caracterização PVT Composicional de Fluidos de Petróleo; Sistemas de Produção de Petróleo; Escoamento multifásico não-isotérmico; Problemas de Garantia de Escoamento; Simuladores PVT; Simuladores de Elevação Artificial e Garantia de Escoamento; Análise transiente e simulação computacional.

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TO2: BMS - Tópicos Especiais II: Bombeio Multifásico Submarino

- 04 créditos - 60 horas

Sistemas elevação artificial e de bombeamento submarino: Gás Lift Contínuo (GLC), Bombeio Centrífugo Submerso Submarino (BCSS), sistema BCSS em Skid (S-BCSS), sistema BCSS em estrutura Módulo de Bombeio (MOBO), separação submarina (VASPS) associada a S-BCSS, bomba multifásica de duplo parafuso (BMS) e bomba multifásica helicoaxial (BMHEAS). Simuladores. Aplicações em sistemas marítimos de produção de óleo e gás.

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TO2: MCS - Tópicos Especiais II: Modelagem e Controle de Sistemas

- 04 créditos - 60 horas

Modelagem e controle de sistemas: análise e modelagem matemática de sistemas/processos. Projeto do Controlador: Feedback e Feedforward. Simulação em Software (computacional).Discretização. Simulação em Hardware (HiL Hardware in the Loop).

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