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Tipo do documento: TCC
Título: Soluções analíticas e numéricas usando o método SPH: aplicações à condução de calor e ao tubo de choque
Título(s) alternativo(s): Analytical and numerical solution using the SPH method: applications for conducting heat and the shock tube
Autor: Pamplona, Almério José Venâncio Pains Soares
Primeiro orientador: Vasco, Joel Roberto Guimarães
Primeiro membro da banca: Vasco, Joel Roberto Vasco Guimarães
Moreira, Leonardo de Queiroz
Ribera, Rodrigo Lisita
Resumo: Diante do contexto de desenvolvimento e avanço das técnicas de aproximação numéricas para investigações científicas e de engenharia, o presente trabalho se propõe a explorar métodos numéricos tradicionais de diferenças finitas, como de Euler, de Lax-Wendroff e MacCormack e comparar com método o Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). Para isto são utilizados dois problemas físicos: o tubo de choque e a transferência de calor por condução em uma placa plana retangular. Os modelos matemáticos desses problemas são apresentados e são desenvolvidas soluções analíticas para os mesmos, de modo que sejam os elementos de referência para a comparação dos métodos numéricos. Os modelos numéricos de cada método são introduzidos com uma breve revisão bibliográfica, sendo que no caso dos métodos de diferenças finitas, adentra-se superficialmente em seu desenvolvimento, dandomais atenção ao método SPH. Visto isto, as aproximações numéricas são aplicadas aos problemas físicos, gerando resultados que são comparados com as soluções exatas. Além disso, são explorados alguns aspectos dos métodos numéricos, buscando compreender a influência dos mesmo sobre os resultados, possibilitando uma análise mais detalhada. Por fim, os métodos são comparados entre eles, buscando compreender as potencialidades do método SPH.
Abstract: In the context of the development and advancement of numerical approximation techniques for scientific and engineering research, the present work proposes to explore traditional numerical methods of finite differences, such as Euler, Lax-Wendroff and Mac-Cormack, and compare with the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH). For this, two physical problems are used: the shock tube and the heat transfer by conduction in a rectangular flat plate. The mathematical models of these problems are presented and analytical solutions are developed for them, so that they are the reference elements for the comparison of the numerical methods. The numerical models of each method are introduced with a brief bibliographic review, and in the case of finite difference methods, a brief development is doing, giving more attention to the SPH method. Given this, numerical approximations are applied to the physical problems, generating results that are compared with the exact solutions. In addition, some aspects of the numerical methods are explored, trying to understand the influence of the same on the results, allowing a more detailed analysis. Finally, the methods are compared among them, seeking to understand the potential of the SPH method.
Palavras-chave: Tubo de choque
Transferência de calor
SPH
Shock tube
Heat transfer
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Goiás
Sigla da instituição: UFG
Unidade acadêmica: Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação - EMC (RG)
Nome do curso: Engenharia Mecânica (RG)
Citação: PAMPLONA, A. J. V. P. S. Soluções analíticas e numéricas usando o método SPH: aplicações à condução de calor e ao tubo de choque. 2018 .103 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Escola de Engenharia Elétrica, Mecânica e de Computação, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.bc.ufg.br/handle/ri/17284
Data de publicação: 14-Dez-2018
Aparece nas coleções:EMC - Trabalhos de Conclusão de Curso

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