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O Método de Volume Finito (FVM) é o mais utilizado na Mecânica de Fluidos Computacional. No entanto, existem técnicas alternativas que também são muito adequadas e têm aplicações mais específicas.  Para conhecer essa variedade de métodos, é necessário um conhecimento específico e muito avançado nessa área, o que tem levado a uma demanda crescente das empresas por profissionais com experiência nesse setor.

Por essa razão, a TECH desenvolveu o Programa avançado de Técnicas CFD Não Convencionais, com o objetivo de proporcionar ao aluno os conhecimentos mais completos e atualizados, bem como as melhores competências, possibilitando enfrentar um futuro profissional nessa área com total garantia de sucesso. Ao longo do programa serão abordadas e analisadas as técnicas de cálculo, como a Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas, a Simulação Direta de Monte Carlo, o Método Lattice-Boltzmann ou o já mencionado Método de Elementos Finitos, entre outros temas, como as Simulações Multifísicas, os Métodos Numéricos e os Fundamentos da Física de Fluidos.

Todos esses aspectos estarão disponíveis em um formato conveniente e 100% online, permitindo ao aluno conciliar seus estudos com outras atividades cotidianas, sem a necessidade de adaptar-se a novos horários ou realizar deslocamentos. Além disso, esse programa oferecerá conteúdos mais completos, dinâmicos e totalmente práticos, acessíveis de qualquer dispositivo com conexão à internet, seja um tablet, celular ou computador.

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Este Programa avançado de Técnicas CFD Não Convencionais conta com o conteúdo mais completo e atualizado do mercado. Suas principais características são:

• O desenvolvimento de casos práticos apresentados por especialistas em Técnicas CFD Não Convencionais
• O conteúdo gráfico, esquemático e extremamente útil  fornece informações científicas e práticas sobre aquelas disciplinas indispensáveis para o exercício da profissão
• Exercícios práticos onde o processo de autoavaliação é realizado para melhorar a aprendizagem
• Destaque especial para as metodologias inovadoras
• Lições teóricas, perguntas aos especialistas, fóruns de discussão sobre temas controversos e trabalhos de reflexão individual
• Disponibilidade de acesso a todo o conteúdo a partir de qualquer dispositivo, fixo ou portátil, com conexão à Internet

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A equipe de professores deste programa inclui profissionais da área, cuja experiência de trabalho é somada nesta capacitação, além de reconhecidos especialistas de instituições e universidades de prestígio.

Através do seu conteúdo multimídia, desenvolvido com a mais recente tecnologia educacional, o profissional poderá ter uma aprendizagem situada e contextual, ou seja, em um ambiente simulado que proporcionará uma capacitação imersiva planejada para praticar diante de situações reais.

A proposta deste plano de estudos se fundamenta na Aprendizagem Baseada em Problemas, onde o profissional deverá resolver as diferentes situações da prática profissional que surjam ao longo do programa acadêmico. Para isso, o profissional contará com a ajuda de um inovador sistema de vídeo interativo desenvolvido por destacados especialistas nesta área.

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A estrutura e o conteúdo desse programa da TECH foram elaborados por profissionais renomados que compõem a equipe de especialistas em técnicas CFD. Esses especialistas desenvolveram um plano de estudos que supera todas as expectativas, baseando-se na mais eficiente metodologia de ensino, o Relearning, que garante uma ótima assimilação dos principais conteúdos do programa de forma natural, precisa e dinâmica.

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Módulo 1. Métodos Avançados para CFD

1.1. Método dos Elementos Finitos (MEF)

1.1.1. Discretização do domínio. O elemento finito
1.1.2. Funções de forma. Reconstrução do campo contínuo
1.1.3. Montagem da matriz de coeficientes e condições de contorno
1.1.4. Resolução do sistema de equações

1.2. MEF: Caso prático. Desenvolvimento de um simulador MEF

1.2.1. Funções de forma
1.2.2. Montagem da matriz de coeficientes e aplicação de condições de contorno
1.2.3. Resolução do sistema de equações
1.2.4. Pós-processamento

1.3. Hidrodinâmica de Partículas Suavizadas (SPH) - “Smoothed Particle Hydrodynamics”

1.3.1. Mapeamento do campo fluido a partir dos valores das partículas
1.3.2. Avaliação de derivadas e interação entre partículas
1.3.3. A função de suavização. O kernel
1.3.4. Condições de contorno

1.4. SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics): Desenvolvimento de um simulador baseado em SPH

1.4.1. O kernel
1.4.2. Armazenamento e ordenação das partículas em voxels
1.4.3. Desenvolvimento das condições de contorno
1.4.4. Pós-processamento

1.5. Simulação Direta de Montecarlo (DSMC - Direct Simulation Monte Carlo)

1.5.1. Teoria cinético-molecular
1.5.2. Mecânica estatística
1.5.3. Equilíbrio molecular

1.6. DSMC: Metodologia

1.6.1. Aplicabilidade do método DSMC
1.6.2. Modelização
1.6.3. Considerações sobre a aplicabilidade do método

1.7. DSMC: Aplicações

1.7.1. Exemplo em 0-D: Relaxação térmica
1.7.2. Exemplo em 1-D: Onda de choque normal
1.7.3. Exemplo em 2-D: Cilindro supersônico
1.7.4. Exemplo em 3-D: Esquina supersônica
1.7.5. Exemplo complexo: Space Shuttle

1.8. Método do Lattice-Boltzmann (LBM - Lattice Boltzmann Method)

1.8.1. Equação de Boltzmann e distribuição de equilíbrio
1.8.2. De Boltzmann para Navier-Stokes. Expansão de Chapman-Enskog
1.8.3. De distribuição probabilística para magnitude física
1.8.4. Conversão de unidades. De magnitudes físicas para magnitudes de lattice

1.9. LBM: Aproximação numérica

1.9.1. O algoritmo LBM. Passo de transferência e passo de colisão
1.9.2. Operadores de colisão e normalização de momentos
1.9.3. Condições de contorno

1.10. LBM: Casos práticos

1.10.1. Desenvolvimento de um simulador baseado em LBM
1.10.2. Experimentação com vários operadores de colisão
1.10.3. Experimentação com vários modelos de turbulência

Módulo 2. Modelos Avançados para CFD

2.1. Multifísica

2.1.1. Simulações multifísicas
2.1.2. Tipos de sistemas
2.1.3. Exemplos de aplicação

2.2. Cosimulação unidirecional

2.2.1. Cosimulação unidirecional. Aspectos avançados
2.2.2. Esquemas de troca de informações
2.2.3. Aplicações
2.3. Cosimulação bidirecional
2.3.1. Cosimulação bidirecional. Aspectos avançados
2.3.2. Esquemas de troca de informações
2.3.3. Aplicações

2.4. Transferência de Calor por Convecção

2.4.1. Transferência de Calor por Convecção. Aspectos avançados
2.4.2. Equações de transferência de calor convectivo
2.4.3. Métodos de resolução de problemas de convecção
2.5. Transferência de Calor por Condução
2.5.1. Transferência de Calor por Condução. Aspectos avançados
2.5.2. Equações de transferência de calor condutivo
2.5.3. Métodos de resolução de problemas de condução

2.6. Transferência de Calor por Radiação

2.6.1. Transferência de Calor por Radiação. Aspectos avançados
2.6.2. Equações de transferência de calor por radiação
2.6.3. Métodos de resolução de problemas de radiação
2.7. Acoplamento sólido-fluido de calor
2.7.1. Acoplamento sólido-fluido de calor
2.7.2. Acoplamento térmico sólido-fluido
2.7.3. CFD e MEF

2.8. Aeroacústica

2.8.1. A aeroacústica computacional
2.8.2. Analogias acústicas
2.8.3. Métodos de resolução

2.9. Problemas de Advecção-difusão

2.9.1. Problemas de Advecção-difusão
2.9.2. Campos Escalares
2.9.3. Métodos de partículas

2.10. Modelos de acoplamento com fluxo reativo

2.10.1. Modelos de Acoplamento com Fluxo Reativo. Aplicações
2.10.2. Sistema de equações diferenciais. Resolvendo a reação química
2.10.3. CHEMKINs
2.10.4. Combustão: chama, faísca, Wobee
2.10.5. Fluxos reativos em um regime não estacionário: hipótese de sistema quase estacionário.
2.10.6. Fluxos reativos em fluxos turbulentos.
2.10.7. Catalisadores

Módulo 3. Pós-Processamento, Validação e Aplicação em CFD

3.1. Pós-processamento em CFD I

3.1.1. Pós-processamento em Planos e Superfícies

3.1.1.1. Pós-processamento em plano
3.1.1.2. Pós-processamento em superfícies

3.2. Pós-processamento em CFD II

3.2.1. Pós-processamento volumétrico

3.2.1.1. Pós-processamento volumétrico I
3.2.1.2. Pós-processamento volumétrico II

3.3. Software livre de pós-processamento em CFD

3.3.1. Software livre de pós-processamento
3.3.2. Paraview
3.3.3. Exemplo de uso do Paraview

3.4. Convergência de simulações

3.4.1. Convergência
3.4.2. Convergência de malha
3.4.3. Convergência numérica

3.5. Classificação de métodos

3.5.1. Aplicações
3.5.2. Tipos de fluidos
3.5.3. Escalas
3.5.4. Máquinas de cálculo

3.6. Validação de modelos

3.6.1. Necessidade de validação
3.6.2. Simulação vs. Experimento
3.6.3. Exemplos de validação

3.7. Métodos de simulação. Vantagens e desvantagens

3.7.1. RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes)
3.7.2. LES (Large-Eddy Simulation), DES (Detached-Eddy Simulation) e DNS (Direct Numerical Simulation)
3.7.3. Outros métodos
3.7.4. vantagens e desvantagens

3.8. Exemplos de métodos e aplicações

3.8.1. Caso de corpo sujeito a forças aerodinâmicas
3.8.2. Caso térmico
3.8.3. Caso multifásico

3.9. Boas Práticas de Simulação

3.9.1. Importância das Boas Práticas
3.9.2. Boas Práticas
3.9.3. Erros na simulação

3.10. Software comerciais e livres

3.10.1. Software de FVM
3.10.2. Software de outros métodos
3.10.3. Vantagens e desvantagens
3.10.4. Futuros da Simulação 

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