Investigação do Método dos Volumes Finitos na Solução de Problemas de Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor e Massa

Professor responsável: Adriano da Silva

Linha de pesquisa: Termofluidodinâmica

Descrição: A solução numérica de problemas complexos em Mecânica dos Fluidos e Transferência de Calor, denominada como "Computational Fluid Dinamics" (CFD) é atualmente uma realidade, devido ao desenvolvimento de computadores de alta velocidade e com grande capacidade de armazenamento. Por esta razão, os analistas numéricos dedicam-se ao desenvolvimento de algoritmos eficientes, que solucionem diversos problemas de engenharia. Os engenheiros, pesquisadores ou projetistas incumbidos de solucionar um determinado problema podem optar por três ferramentas: Métodos Analíticos; Métodos Numéricos; Experimentos em Laboratório. Os métodos analíticos e numéricos formam a classe dos métodos teóricos porque ambos resolvem equações diferenciais que regem um determinado fenômeno. Os métodos analíticos são geralmente aplicáveis a problemas envolvendo geometrias simples com condições de contorno simples e bem definidas. Estes são usados principalmente para validar modelos numéricos e auxiliar no desenvolvimento de métodos numéricos mais robustos. Os experimentos em laboratório têm a vantagem de lidar com a configuração real do problema. Entretanto, o custo é alto e muitas vezes não pode ser usado por questões de segurança ou pela dificuldade de reprodução das condições reais, como por exemplo no escoamento supersônico a grandes altitudes. Os métodos numéricos não apresentam restrições de uso, mas os dados obtidos podem ter erros. Para detectá-los pode-se comparar os resultados obtidos numericamente com os resultados analíticos e experimentais. O objetivo geral desta pesquisa é colaborar para o desenvolvimento e aprimoramento do MVF investigando e resolvendo problemas de dinâmica dos fluidos e transferência de calor e massa, possibilitando desta forma que engenheiros, físicos, químicos, biólogos, geógrafos etc, possam resolver numericamente os problemas que são governados por equações diferenciais parciais que não têm solução analítica e cuja solução experimental se torna inviável.