| Short courses in portuguese - public students
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| Mini-Cursos (portugues) |
1. Modelagem matemática de estruturas flexíveis em rotação e sua interação com fluídos: algumas noções básicas
André Fenili e Cayo Prado Fernandes Francisco
O fenômeno da interação entre estruturas flexíveis e um escoamento fluido (água, ar,...), ou de estruturas flexíveis que se movem relativamente a um fluido estacionário apresenta um comportamento físico extremamente rico e complexo.
O estudo desse fenômeno encontra aplicações em vários problemas da engenharia como, por exemplo, na estabilidade de asas de veículos aeronáuticos, na resposta dinâmica e acústica de pontes e edifícios à ação do vento, na vibração causada em lâminas de turbinas e compressores e no escoamento em artérias e veias.
O entendimento deste fenômeno requer o modelamento matemático tanto do fluido como da estrutura.
Serão discutidos neste curso modelos matemáticos lineares e não-lineares gerais para escoamentos fluidos e para estruturas flexíveis (considerando curvatura linear e curvatura não linear). Será, então, apresentado um modelo simples que possibilita tratar a interação fluido-estrutura para alguns casos. Alguns resultados numéricos serão apresentados e discutidos.
Bibliografia
“Structural dynamics - An introduction to computer methods”
Roy R. Craig Jr.
John Wiley and Sons
1981
“Modelagem matemática e análise dos comportamentos ideal e não ideal de estruturas flexíveis de rastreamento”
André Fenili
Tese de Doutorado
Faculdade de Engenharia Mecânica / UNICAMP
Dezembro de 2000
“Introduction to dynamics and control of flexible structures”
John L. Junkins e Youdan Kim
AIAA Education Series
1993
“Modeling of Fluid-Structure Interaction”
Annual Reviews of Fluid Mechanics, Vol. 33: 445-490.
Earl H. Dowell e Kenneth C. Hall
2001
"Fluid-Structure Interaction"
S.K. Chakrabarti
Advances in Fluid Mechanics
2001
"Fluid Mechanics"
P. Kundu e I. Cohen
Pergamon Press
2002
Organizer:
Prof. Dr. Andre Fenili - UFABC - São Paulo - SP
Prof. Dr. Cayo Prado Fernandes Francisco - Federal University of ABC (UFABC)
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2. G. I.Taylor, âncoras, cilindros e dinâmica não linear
Cayo Prado Fernandes Francisco
Será apresentado o problema de Taylor-Couette, onde dois cilindros concêntricos têm o espaço entre eles preenchido por um líquido.
Este líquido é posto em movimento devido à rotação dos cilindros. Este trabalho realizado por G. I. Taylor representa o primeiro exemplo no qual um cálculo de estabilidade convergiu qualitativamente a um experimento. Ademais, este trabalho é também extraordinário por seus detalhes técnicos,
tanto experimentais como teóricos. Nas palavras de Richard Feynman:
That we have written an equation does not remove from the flow of fluids its charm or mystery or its surprise"
Será visto que este problema, aparentemente trivial, fornece um comportamento extremamente rico de comportamentos físicos e propriedades matemáticas. Serão derivadas as equações de movimento e o problema de estabilidade que leva aos vórtices de Taylor, ao mesmo tempo em que será disponibilizado aos participantes do curso o aparato
experimental para que o fenômeno possa ser observado e explorado durante o curso.
Bibliografia
An Introduction to Fluid Dynamics
G.K. Batchelor
Cambridge University Press
Hydrodynamic Stability (2 ed.)
P.G. Drazin e W.H. Reid
Cambridge University Press
Organizer:
Prof. Dr. Cayo Prado Fernandes Francisco - Federal University of ABC (UFABC)
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3. Aerotermoquímica / Termoquímica do Ar em Alta Temperatura
Carlos Alberto Rocha Pimentel
Ao submeter à reentrada na atmosfera terrestre, ou em qualquer outro planeta, os veículos e as cápsulas de
reentrada em geral, têm a sua estrutura submetida a um forte aquecimento decorrente ao revestimento de
plasma formado devido á alta temperatura do campo de escoamento em torno destes. O revestimento de plasma
é formado pela colisão do veículo com o ar ambiente, especialmente nas superfícies perpendiculares à direção
do movimento desses veículos. Nesses pontos de estagnação, o ar é comprimido bruscamente, com relação ao
veículo, e a energia cinética do veículo é transformada em energia térmica, que é transferida para as
moléculas do gás [1]. A temperatura do gás resultante desta transformação é alta o suficiente para causar
uma excitação vibracional no interior das moléculas, causando dissociação e ionização nos gases que é
composta a atmosfera. O fluxo de plasma resultante (gás ionizado, porém macroscopicamente neutro) ao redor
do veículo, nos pontos de estagnação, produz diferentes regiões com diferentes estados de plasma,
dependendo da forma e orientação do veículo [2].
Estes veículos de reentrada têm como característica principal o fato de possuir um arrasto aerodinâmico
extremamente alto. Devido a esta característica estes podem ser classificadas como corpos rombudos.
Esta particularidade geométrica conduz a formação de uma forte onda de choque destacada a montante destes,
ao entrarem na atmosfera [3]. A região localizada entre a onda de choque e a superfície do veículo,
pode alcançar temperaturas da ordem de 11000 K, dependendo da velocidade de reentrada e a altitude.
Portanto, a obtenção precisa da temperatura nesta região é de extrema importância em projetos de tais
veículos e cápsulas de reentrada.
O mini curso consiste em apresentar uma revisão dos fenômenos físico-químicos que ocorre em escoamento de
alta velocidade (Mach >> 5) como descrito acima, chamado mais comumente como escoamento hipersônico.
Referências
1. Anderson, J.A Jr., Hypersonic and High Temperature Gas Dynamics, McGraw-Hill Series in Aeronautical and Aerospace Engineering, 1989.
2. Knio, O M., Najm, H.N., Wyckoff, P.S., “A Semi-Implicit Numerical Scheme for Reacting Flow”, Journal of Computational Physics, Vol. 154, pp. 428-467, 1999.
3. Gnoffo, P.A., “Planetary-Entry Gas Dinamics”, Annu. Rev. Fluid Mech. Vol. 31, pp. 459-494, 1999.
Organizer:
Prof. Dr. Carlos Alberto Rocha Pimentel - Federal University of ABC (UFABC)
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4. Dinâmica de estruturas civis sob efeito de sismos
Reyolando M.L.R.F. Brasil
É fato sabido que sismos são raros e de pequena intensidade no Brasil.
Entretanto, os engenheiros brasileiros estão cada vez mais sendo solicitados a projetar
e construir estruturas nos paises latino-americanos andinos e da costa do Pacífico e do Caribe
onde essa preocupação é fundamental. Este mini-curso tem a intenção de introduzir o assunto a alunos
de graduação e pós-graduação. É principalmente voltado para o conhecimento das disposições de norma
desses países, lembrando suas similaridades e diferenças. Serão examinadas normas da Argentina, Chile,
Peru, Colômbia, Venezuela e México, além da recentemente proposta norma brasileira sobre o assunto
Referências
Clough, R.W., Penzien, J. “Dynamics of Structures”, McGraw Hill, New York, 1993
Normas de sismos da Argentina, Chile, Peru, Colômbia, Venezuela, México e Brasil
Organizer:
Prof. Dr. Reyolando M.L.R.F. Brasil Dep. De Eng. De Estruturas e Geotécnica, Escola Politécnica da USP
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5. Introdução aos Métodos Primal-Dual de Pontos Interiores e Aplicações
Prof. Dr. Antonio Roberto Balbo e Profa. Dra. Edméa Cássia Baptista
Este mini-curso tem por objetivo abordar princípios básicos e teóricos, em
otimização linear e não-linear, métodos de penalidade clássicos e de barreira, métodos de
pontos interiores inseridos na metodologia primal-dual, bem como, a aplicação destes em
modelos matemáticos de Despacho e de Fluxo de Potência Ótimo (FPO), inseridos na Área
de Engenharia Elétrica.
Nível: É direcionado a alunos da graduação, mestrado e doutorado;
Área: Ciências Exatas e Engenharias.
Ementa:
1) Introdução à otimização;
2) Problemas restritos;
3) Métodos de penalidade, de Barreira e de Barreira Aumentada;
4) Métodos Primal-Dual de Pontos Interiores;
5) Aplicações em Modelos de Despacho e de FPO.
Duração: 03 horas
Referências
CBAZARAA, M.S.; Sherali,H.D.; Shetty,C.M. Non Linear Programming- Theory and
Algorithm., Second Edition. New York: John Wiley & Sons, 1993.
BERTSEKAS, D.P. Nonlinear Programming. 2 ed. Massachusetts: Athena Scientific,
1999.
BALBO A. R., SOUZA M. A. S., BAPTISTA E. C. Métodos primal-dual de pontos
interiores aplicados à resolução de problemas de despacho econômico: sobre a influência da
solução inicial In: XL SBPO - Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, 2008, João
Pessoa - Pb. Anais do XL SBPO. Rio de Janeiro - RJ: ILTC, 2008. p.2074 – 2085.
BALBO A. R., SOUZA M. A. S., BAPTISTA E. C. Métodos primal-dual de pontos
interiores aplicados à resolução de problemas de despacho Ambiental. In: 8th DINCON –
Brazilian Conference on Dynamics, Control and Applications, Bauru - SP. Proceedings of
8th DINCON. 2009. p.1 – 7.
BALBO A. R., BAPTISTA E. C e ARENALES M.N. An adaptation and application of the
Dual-Affine Interior Point Method to the Flatness Problem. In: European Journal of
Operational Research. , v.181, p.1607 - 1616, 2007.
BAPTISTA, E. C.; BELATI, Edmárcio Antonio ; COSTA, Geraldo Roberto Martins da,
(2004) “Um Método Primal-Dual para Resolução do Problema de Fluxo de Potência
Ótimo”, Pesquisa Operacional, São José dos Campos, v. 24, n. 2, p. 215-226.
BAPTISTA, E. C. ; BELATI, Edmárcio Antonio ; COSTA, Geraldo Roberto Martins da,
(2005a) “Logarithmic Barrier-Augmented Lagrangian Function to the Optimal Power
Flow Problem.” International journal of electrical power & energy systems, Inglaterra, v.
27, n. 7, p. 528-532.
BAPTISTA, E. C.; BELATI, Edmárcio Antonio ; SOUSA, Vanusa Alves ; COSTA,
Geraldo Roberto Martins da, (2006) “Primal-Dual Logarithmic Barrier and Augmented
Lagrangian Function to the Loss Minimization in Power Systems”. Electric power
components and systems, Lexington - USA, v. 34, n. 7, p. 1-6.
FANG, S. C. e PUTHENPURA, S., “Linear Optimization and Extensions: Theory and
Algorithms”, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1993.
FIACCO, A.V. & MCCORMICK, G.P. Nonlinear Programming - Sequential
Unconstrained Minimization Techniques. Philadelphia: SIAM, 1990.
KARMARKAR, N. A new polynomial time algorithm for linear programming,
Combinatorica 4, 373-395, 1984.
KIM J. O., SHIN DJ., PARK JN. e SINGH C. h, Atavistic Genetic algorithm for economic
dispatch with valve point effect, Eletric Power Systems Research, 62, 201-207, 2002.
KOJIMA M., MIZUNO S. e YOSHISE A., A primal dual - inteiror point method for linear
programming, it Progress in Mathematical Programming: Inteiror-Point and Related
Methods, Ed. N. Megiddo, Springer-Verlag, New York, 29-48, 1989.
LUSTIG I.J., MARSTEN R. E. and SHANNO D. F., On Implementing Mehrota’s
Predictor-Corretor Interior Point Method for Linear Programming, SIAM Journal on
Optimization, vol. 2, pp. 435-449, 1995.
LUENBERGER, D.G. Linear and Nonlinear Programming. 2.ed.. Califórnia: Addison-
Wesley, 1984.
MEHROTRA, S. (1992). On implementation of a primal-dual interior point method, SIAM
Journal on Optimization, v.2, p. 575-601
MONTEIRO, R. C., ADLER, I., e RESENDE, M. C., A polynomia-time primal-dual affine
scaling algorithm for linear and convex quadratic programming and its power series
extension, Mathematics of Operations Research 15, 191-214, 1990.
POLYAK, R.A. (1992). Modified barrier functions. Mathematical Programming, v. 54, n.
2, p. 177-222.
SAMED M.M.A., Um Algoritmo Genético Híbrido Co-Evolutivo para Resolver Problemas
de Despacho, Tese de Doutorado, UEM, Depto. de Engenharia Química, Agosto de 2004,
167 p.
STEINBERG M.J.C; SMITH T. H., Economic Loading of Power Plants and Eletric
Systems, MacGraw-Hill, 1943.
WU Y.C., DEBS A.S. e MARSTEN R.E., A direct nonlinear Predictor-Corretor Primal-
Dual Interior Point Algorithm for Optimal Power Flows, IEEE Transactions on Power
Systems, 9, No.2, 876-883, 1994.
Organizer:
Prof. Dr. Antonio Roberto Balbo Departamento de Matemática – FC – Unesp – Campus de Bauru
Profa. Dra. Edméa Cássia Baptista Departamento de Matemática – FC – Unesp – Campus de Bauru
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6. Simulação Computacional de Alguns Problemas em Dinâmica dos Fluidos
Valdemir Garcia Ferreira e Giseli Aparecida Braz de Lima
No presente minicurso será apresentada uma revisão breve do estado da arte em simulação computacional de alguns
problemas em dinâmica dos fluidos. A maior parte do minicurso será destinada a exemplos e ilustrações de simulações
numéricas de escoamentos incompressíveis. A introdução ao tema será feita gradativamente por meio da resolução númerica
de equações modelo 1D, tais como equação da condução de calor (parabólica), equação de advecção (hiperbólica) e equação
de Poisson (elíptica).
A proposta do minicurso é mostrar que dinâmica dos fluidos computacional é a ciência de construir soluções numéricas
para equações de conservação, avançando a solução no espaço e no tempo para obter uma descrição numérica do escoamento
de interesse.
Os tópicos a serem abordados no minicurso são resumidos como segue:
- descrever técnicas para a marcha no tempo e o método de diferenças finitas;
- discretizar as equações modelo 1D;
- apresentar o modelo fundamental em dinâmica dos fluidos (as equações de Navier-Stokes);
- compreender o significado físico de cadas termo das equações de Navier-Stokes;
- introduzir um algoritmo de cálculo para as equações de Navier-Stokes;
- mostrar uma variedade de simulações de escoamentos incompressíveis;
- discutir alguns problemas práticos usando filmes ilustrativos.
O presente minicurso é direcionado, principalmente, a alunos de graduação que tenham alguma familiaridade com cálculo avançado,
cálculo numérico e física elementar. E o seu objetivo principal é mostrar ao aluno como resolver, no contexto de diferenças
finitas, as equações de Navier-Stokes para o caso incompressível.
Organizer:
Prof. Dr. Valdemir Garcia Ferreira ICMC, USP, São Carlos, SP
Giseli Aparecida Braz de Lima ICMC, USP, São Carlos, SP
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7. Acústica, Ruídos e Perda de Audição
João Candido Fernandes
E mail : jcandido@feb.unesp.br
UNESP – Universidade Estadual Paulista - Depto de Eng. Mecânica/FE – Bauru
Av. Luiz E. Coube S/N.º - CEP : 17.033–360 – Bauru, SP, Brasil
Fone : (014) 3103 6119 – Fax : 3103 6101
O objetivo do curso é apresentar o projeto acústico de um ambiente (auditórios, igrejas, teatros, anfiteatros, estúdios,
residências, salas de aula, ginásios, boates, etc.). O curso compreende o estudo de isolamento e tratamento acústico
de ambientes bem como a indicação dos equipamentos eletroacústicos para sonorização de ambientes. O curso
oferecerá aos participantes as técnicas para reduzir o risco de perda auditiva dos empregados de uma empresa. Serão
estudados métodos de atenuação do ruído, técnicas de dificultar a propagação do som e a correta utilização de
Equipamentos de Proteção Individual (EPI). O curso será voltado a profissionais das áreas Civil, Elétrica, Mecânica
e Agronômica.
Palavras-chave: Acústica, projeto, ruído, conforto, perda auditiva.
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8. Biodinâmica
Edson Antonio Capello Sousa
UNESP – Universidade Estadual Paulista - Depto de Eng. Mecânica/FE – Bauru
Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho
Faculdade de Engenharia e Tecnologia de Bauru
Departamento de Engenharia Mecânica.
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