Notas em CFD

Sabe-se que a história da mecânica dos fluidos moderna originou-se com a formidável destreza em unir o esforço da pesquisa analítica dos séculos 19 e 20 com o vasto conhecimento empírico e experimental sobre hidráulica que o homem vem armazenando ao longo dos anos. O encontro destas duas vertentes ocorreu de fato em 1904 com Ludwig Prandtl e o desenvolvimento da Teoria da Camada Limite, que foi verificada experimentalmente. A mecânica dos fluidos moderna (1900~1975) vem sendo desenvolvida com técnicas analíticas e experimentais concomitantemente. Com a evolução do poder de processamento e armazenamento dos computadores, a fluidodinâmica computacional surge para auxiliar no desenvolvimento e evolução da mecânica dos fluidos aliando técnicas numéricas e visualização científica. Muito trabalho ainda deve ser feito para unir essas três vertentes. Contudo, já existem simulações fluidodinâmicas que são confiáveis o bastante para substituir em parte ou totalmente o trabalho experimental (por

Eu estava devendo um tópico esse ano. Eu poderia dizer que tive dezenas de problema pessoais e que não tive tempo para escrever nesse blog, mas a verdade é que eu tenho outro blog que confirma os problemas que tive, mas deixa claro que teria sido possível escrever mais vezes aqui. Eu não escrevi mais vezes por pura falta de planejamento. Sim, planejamento. Eu errei quase todas as escolhas que fiz quando pensei no Notas em CFD e isso refletiu nesse meu completo abandono nesse ano. Felizmente, o Luiz manteve um fluxo aceitável de tópicos para o blog. O maior desafio que eu tenho aqui, é escrever sobre algo que não é trivial de uma forma que seja entendido porque quiser ler. Isso não é algo que eu faça em uma hora ou duas. Faltou planejamento nesse ano de 2008. Mas eu farei de tudo para não faltar planejamento no ano de 2009 e nos que vierem por aí. Já agendei um tópico para o início do ano de 2009 e já listei as idéias que eu quero desenvolver como texto no próximo ano. Para esse ano res

Não sei se vocês conhecem, mas existe um grupo de discussão livre em português sobre CFD disponível na internet. Apesar de ter sido criado pelo meu amigo Ricardo, desenvolvedor e cabeça chave do CFD-Brasil , eu não sabia que o grupo de discussão existia até semana passada (ok, ok... tô até com vergonha de não saber disso antes!). Espero me redimir avisando a vocês, leitores do Notas, sobre o Espaço Interativo CFD-Brasil . Neste espaço você pode postar suas dúvidas sobre CFD, fenômenos de transporte, fluidodinâmica experimental, etc. Até mesmo postar oportunidades de emprego, estágios na área de CFD e afins. Quanto mais gente participar, mais informação teremos, mais interação e troca de idéias. Enfim, mais legal vai ficar o grupo. O que sugiro: entrem para o grupo (clique aqui para acessar e se inscrever), participem, enviem suas dúvidas, sugestões, idéias e (sim, porque não?) respondam às dúvidas dos outros. Vamos participar e aumentar a interação entre os profissionais de CFD de lín

Desde o início do século XX, o estudo de colunas de borbulhamento têm atraído a atenção de vários pesquisadores. Apesar de tantos estudos na área, o entendimento completo da fluidodinâmica deste equipamento nunca foi alcançado de forma que a modelagem e o aumento de escala de reatores em colunas de borbulhamento ainda não estão bem desenvolvidos. Este fato pode ser atribuído à grande complexidade da hidrodinâmica e sua dependência com as propriedades físicas de transporte destes sistemas. Colunas de borbulhamento apresentam três tipos de regime de escoamento, chamados de homogêneo, heterogêneo ( churn ou turbulento) e em golfada ( slug ). Basicamente, para cada sistema gás-líquido, a formação e a estabilidade destes regimes dependem das velocidades superficiais do gás e do líquido, do distribuidor de gás e da geometria do reator de borbulhamento. A figura abaixo mostra um esquema qualitativo dos escoamentos homogêneo (bolhas dispersas), heterogêneo ( churn ) e slug . Em princípio, a r

O Willian Clem é um aluno de iniciação científica (graduação em Engenharia Química) do LTFD que eu estou orientando no aprendizado e uso do OpenFOAM . Estou satisfeito com o seu progresso e entusiasmo em aprender, sempre motivado a ver mais e mais. Quando o Prof. Jasak veio para participar da minha banca de doutorado, ele se propôs a ministrar um curso em OpenFOAM. Tudo bem! Muito legal!! O problema é que algumas das pessoas que iriam tinham pouco (ou nenhum) contato com o OpenFOAM. Bem, eu tinha que driblar esse problema e fazer algo a respeito. E foi aí que o Willian me ajudou . Como eu estava em um período bastante enrolado ( pré-defesa ), eu não tinha como preparar e ministrar um curso introdutório de OpenFOAM. Mas o Willian pôde. O curso foi ministrado no laboratório de informática do Programa de Engenharia da COPPE, que dispõe de 12 computadores com o Linux OpenSUSE instalado em dual-boot com o (irrcc!) Windows. Foram 2 dias de curso hands-on , ou seja, os alunos podiam ac

A OpenCFD lançou no dia 14/07 a versão 1.5 do pacote CFD de código aberto OpenFOAM . Veja o anúncio oficial aqui . Pelo que vi, os desenvolvedores da OpenCFD incluíram várias mudanças nesta nova versão. Do pouco que testei, verifiquei que a instalação mudou um pouco e agora fornece mais opções, como por exemplo a facilidade de instalar o OpenFOAM em qualquer local do sistema. Percebe-se ainda pequenas mudanças no uso das linhas de comando para executar os utilitários, solvers e o paraFoam. Além disso, o paraFoam não funcionou corretamente na minha versão de OpenSuse (ainda estou na versão 10.3 64 bits). É necessário compilar o paraview e, para tal, deve-se ter cuidado com a versão dos programas requisitados para fazer isso. Ainda vou testar melhor essa nova versão para ser capaz de comentar melhor sobre a dita. Se você já está usando o OpenFOAM 1.5, comente aqui sua experiência.

Este post reponde a uma pergunta do Eric , que indagou sobre referências para estudar CFD e, em específico, começar a simular seus casos. O que eu posso responder de imediato é que, se você quer aprender como realizar e executar as simulações , siga pelos tutoriais do programa CFD que você está usando. Com isso você será capaz de se familiarizar com o programa. Realmente isso vem com a experiência e o uso contínuo. Agora, se você procura referências para entender os modelos físicos, os detalhes numéricos e ter embasamento para montar seus próprios casos e simulá-los de forma consciente ... Bem, o buraco é mais embaixo (mas muito mais interessante e recompensador). Vou responder colocando links para um site que venda o livro (no nome dos autores) para dar aquela primeira olhada, ok? E vamos ver os livros mais gerais , sem aplicações específicas (como turbulência, radiação, multifásico, etc) ou métodos numéricos avançados. Em primeiro lugar, eu recomendo que se aprenda bem (mas muito

Eu queria falar também sobre a escrita da minha tese (ou documentos muito longos). Reaproveitar textos já escritos, organizar referências, numerar as equações, tabelas e figuras, formatação, etc pode ser uma tarefa difícil para processadores de texto (MS Word, OpenOffice Writer e outros) quando os textos são muito longos e cheios de figuras e equações. Quase perdi o documento da minha tese de mestrado por causa disso. Quase tive que fazer o que o carinha da figura ao lado fez. Por isso, uma recomendação: use Latex ! Não conhece Latex? Latex é um sistema de editoração de textos com alta qualidade (gratuito e com código livre). O Latex usa um algoritmo para organizar e formatar o texto da melhor forma possível para o olho humano. Traduzindo: a formatação dos textos fica ótima e são extremamente bonitos. Isso é bem interessante, pois o usuário pode focar sua atenção ao conteúdo do texto e não em sua formatação (deixa que o Latex se preocupa com isso). O problema é que você escreve o tex

Bem, essa notícia já está ficando até velha... A OpenCFD anunciou o desenvolvimento da versão 1.5 do OpenFOAM, que atualmente está em fase de testes. Os avanços desta nova versão estão no desenvolvimento de novas aplicações (escoamento multifásico, transf. de calor, escoamentos em alta velocidade e até dinâmica molecular), novos utilitários (malha e monitoramento das simulações) e a implementação de novos modelos (Lagrangeanos, radiação, etc). Dos pontos que eu achei mais interessantes, destaco: Desenvolvimento do interDyFoam , que aplica a abordagem VOF (acompanhamento de superfície) para a simulação isotérmica de escomentos bifásicos incompressíveis e considerando malhas móveis (modificam com o tempo). Outros solvers usando VOF também foram desenvolvidos. Migrando do Paraview 2.4 para o Paraview 3.3 para visualização de resultados, que, na minha opinião, tem um grande salto de qualidade e facilidade de uso. Novas ferramentas para construção automática de malhas split-hex (hexaédrica

Olá, pessoal! Acabou! Trabalho concluído! Tese defendida! E título de doutor no nome! Para falar a verdade, não acredito que o título em si seja o mais importante. Acho que o que realmente faz a diferença é o que vi, estudei, pensei e fiz durante o período de 4 anos do doutorado. E a piada é que quando fui chamado de Dr. Luiz pela primeira vez, perguntaram também qual era o preço da consulta, o melhor remédio para uma dorzinha de garganta, uma manchinha na pele, etc. Bem... "Dá para simular???", eu respondi. Esses últimos dois meses foram bastante turbulentos e não teve k-epsilon (ou SST) que me ajudasse. A finalização da escrita, apresentação e os detalhes da vinda do Prof. Jasak (leia Iasak ) ao Brasil tomaram meu tempo. Acho até que esse último foi o que me deixou mais ansioso, pois teria um convidado internacional na banca, eu teria que apresentar o meu trabalho em inglês e eu queria (e exigia) fazer isso direito! No final das contas tudo correu muito bem. Consegui ap

Olá, pessoal. Você que acompanha o Notas em CFD deve ter percebido que a freqüência de posts anda baixa. "Mas o que está havendo com os autores?", o leitor se pergunta... Acabaram as idéias? ( Muito pelo contrário... Sempre aparecem mais idéias! ) Estão trabalhando na Microsoft e viraram capitalistas gananciosos que só pensam no seu próprio umbigo? ( Não, a Microsoft não desenvolve CFD! ) Estão de férias? ( Férias? Já ouvi essa palavra antes, em algum lugar... ) O fato é que o ritmo de trabalho dobrou nos últimos tempos. Estou finalizando os preparativos para a minha defesa de tese de doutorado. Quem já passou por isso sabe como a banda toca. Você foca seus objetivos na defesa da tese (finalizar manuscrito, agendar com a banca, apresentação, a Lei de Murphy, etc) até que tudo esteja pronto. E estou passando por essa fase. Posts que tratam de CFD, matemática, programação, etc. precisam ser elaborados com cuidado e atenção. E isso demanda tempo que, como você já sab

A relação entre um fino filme líquido ou uma gota e a forma da superfície que se molha é explicada com uma nova e simples fórmula matemática publicada recentemente na revista Physical Review Letters . Entender de forma precisa a interação entre líquidos e superfícies é importante em várias áreas, incluindo a indústria química e novas nano-tecnologias. A nova fórmula matemática é usada para explicar como a relação entre o líquido e a superfície muda conforme estas interagem (em outras palavras, se molham - irrrc!). Todas as formulações anteriores falharam ao tentar explicar os experimentos conduzidos nesta área, algo extremamente complicado e de alto teor técnico. O Prof. Andrew Parry, do departamento de matemática do Imperial College de Londres, autor deste novo artigo propôs e testou uma nova forma de explicar este processo. Sua fórmula leva em conta as flutuações e interações da gota entre a superfície sólida e o ar que fica sobre a última, fato que nunca tinha sido considerado. &q

O Laboratório de Divulgação Científica é um blog que agrega um banco de dados com o endereço de blogs abordando temas científicos diversos. Inclusive, o Notas em CFD está na lista de blogs. Com o intuito de aumentar a divulgação da ciência (e dos blogs) no Brasil, está programado para os dias 11 e 12 de setembro de 2008 o I EWCLiPo - Encontro de WebLogs Científicos em Língua Portuguesa . O local do encontro será no Departamento de Física e Matemática (DFM) da Faculdade de Filosofia Ciências e Letras (FFCLRP) da USP Ribeirão Preto. Até o momento os temas propostos para as mesas redondas: O futuro da blogosfera científica. A questão da qualidade dos blogs científicos. Divulgar ciência: para que(m)? Os palestrantes confirmados foram: Cássio Leandro Dal Ri Barbosa (UNIVAP), do blog Observatório (Portal G1). Duílio Braz Jr. (ANGLO) do blog Física na Veia . Ildeu Moreira de Castro (MCT). Leandro Tessler (UNICAMP), do blog Cultura Científica . Lúcia Malla, do blog Uma Malla pelo mundo . Ma

Saiu um artigo na Wired News sobre os piores bugs da história . Entre eles estão a explosão de um oleoduto soviético em plena guerra-fria (como se não bastasse chernobyl), o primeiro worm da Internet (que se aproveita de um buffer overflow da função gets ) e o famoso erro de divisão em ponto flutuante do Pentium: um erro de cálculo de cerca de 0,006% que causou um prejuízo de 457 milhões de dólares para a Intel. Mas o que achei mais legal, apesar de não estar na lista, estava relacionado com o Mariner 1 , primeira espaçonave de um programa da NASA para pesquisar Marte, Vênus e Mercúrio em võos automatizados. O Mariner 1 não chegou a sair de órbita, pois houve uma falha na antena de comunicação entre módulos e um bug no programa do computador de bordo. Falava-se que o bug havia sido gerado ao trocar uma vírgula por um ponto em um loop escrito em FORTRAN. Apesar de não ter sido esse o causador da falha do computador da nave do projeto Mariner, ele existiu de fato em outro pro

Você já deve ter usado ou ouvido falar da condição de não-escorregamento , tradução de no-slip . Esta é uma condição física, onde um fluido em contato com uma superfície sólida possui velocidade nula em relação à superfície. Em outras palavras, a velocidade do fluido em contato com um contorno sólido é a mesma do contorno. Conceitualmente, as moléculas do fluido se prendem à superfície pela qual este escoa. Mas, Luiz F., do que você está falando afinal? Ok, vamos ver isso na prática? Neste vídeo, um fluido traçador é injetado no fundo de um canal onde água está escoando e forma uma camada que fica estagnada devido a condição de não-escorregamento. Conforme o traçador escoa para longe do fundo do canal percebe-se claramente o movimento da água. Note que o traçador fica estagnado no canal até que um gradiente de velocidade significante seja criado próximo ao fundo usando uma espátula (ou colher, ou pázinha, ou um treco ). Matematicamente, pode-se então dizer que: onde u é a velocidad

Olá, O Notas em CFD está disponibilizando uma enquete para conhecer melhor seu leitor e que tipo de informação está sendo procurada. Nós temos várias idéias sobre diversos assuntos, mas queremos saber o que você leitor gostaria de encontrar aqui. No lado direito do blog (no alto da página) você encontrará a enquete com a pergunta "Qual assunto você gostaria que fosse mais abordado no blog? " e as seguintes opções: Conceitos básicos - Está começando a aprender CFD e quer mais informações? Métodos numéricos - Que tal analisarmos melhor a formulação dos métodos numéricos aplicados em CFD? Estudo de casos - Vamos analisar um caso e resolvê-lo? Programas CFD - Análise e dicas de uso de programas CFD. Curiosidades - Notícias e curiosidades sobre os trabalhos usando CFD no mundo. Se você já votou, obrigado pela participação. Se não, o que está esperando?? Participe!

Em uma manobra inédita e conjunta, todos os pacotes CFD comerciais liberaram gratuitamente seus códigos fonte na internet. Ao verificar que seus pacotes CFD não fornecem um completo entendimento da modelagem e implementação numérica devido a falta de acesso a seus códigos, as empresas responsáveis se juntaram e entraram em acordo para liberar completamente o código fonte de seus softwares . Assim, o código fonte do CFX, FLUENT e PHOENICS está disponível de forma gratuita na internet (você pode baixar os códigos aqui ) e pode ser compilado em seu próprio computador. Diversos sistemas operacionais são suportados (Windows, Linux, MacOS, FreeBSD, DOS, etc). Além disso, vários flags , não disponíveis na versão comercial pré-compilada, podem ser ativados. Pelo visto, um flag para otimizar a execução do programa conseguiu ganhos de 110% na execução do PHOENICS e 210% no CFX ! Faltam os testes usando o FLUENT... Os códigos estão reunidos em um mesmo site e o download é realizado mediante um

Este post é o último de uma seqüência que mostra conceitos e detalhes da linguagem de programação no OpenFOAM. Agora, por fim, vamos analisar uma biblioteca ( header ) usada em todos os códigos dos solvers do OpenFOAM, o fvCFD.H . Na declaração (ou uso) deste último, várias outras bibliotecas são definidas e fornecem acesso a vários comandos, operadores, funções, etc. implementados nas classes e templates do OpenFOAM. Vamos ao post! Estruturas das bibliotecas no OpenFOAM Como já foi mencionado, com base na programação orientada a objetos, as classes e template s podem encapsular tipos e operações sobre variáveis. Os arquivos que contém as classes são chamados de bibliotecas (ou headers ) com extensão *.H . As classes devem ser declaradas no início do código para que seja possível usar e acessar os comandos presentes na mesma. A principal biblioteca do OpenFOAM é a fvCFD.H , usada para acessar várias outras bibliotecas importantes para o funcionamento do código. Sendo assim, qualqu

Antes que eu me esqueça, a equipe do Notas em CFD deseja a todos uma Feliz Páscoa ! Tomara que neste feriado seja finalmente possível descansar um pouco a cabeça. E depois a gente volta...

Resposta às dúvidas mais frequentes. 1. Quero me converter para o lado poderoso da força, mas essa história de C e C++ me confunde. O que é o quê? A linguagem C foi criada no início dos anos 70 para ser usada na programação do UNIX. Cansados de fazer tudo em Assembly , os programadores resolveram criar uma linguagem que fosse estruturada e que permitisse programação low-level ao mesmo tempo. Assim nasceu a linguagem C. /* Isso está em C */ #include < stdio.h > #include < string.h > int main() { int a = 15; int b = 20; char buffer[128]; /* uma string é um array (ou vetor) de bytes terminado por ASCII zero */ strcpy(buffer, "A variável [a] é "); if (a > b) strcat(buffer, "maior"); else strcat(buffer, "igual ou menor "); strcat(buffer, " que a variável [b]\r\n"); printf(buffer); return 0; } O C++ é uma evolução da linguagem C, e foi criada por Bjarne Stroustrup . Nessa evolução foi adicionado à linguage

A maior vantagem dos processadores de 64 bits em relação aos seu primos de 32 bits é o suporte para grande quantidade de memória . Na teoria, um processador de 64 bits pode alocar exabytes (bilhões de bilhões de bytes ) de memória RAM, enquanto os chips com 32 bits podem alocar no máximo 8 GB de RAM (usando componentes de hardware especiais - nunca vi ninguém com sistema 32 bits com mais de 2 GB de RAM). Além disso, as aplicações de 64 bits podem realizar operações de ponto flutuante (operações matemáticas envolvendo números reais) mais rápido que as aplicações específicas para 32 bits. Também necessária para renderização 3D e animações, as operações em ponto flutuante são tão importantes para a análises científicas que os FLOPS ( floating-point operations per second ) são usados para medir a performance de supercomputadores. A habilidade dos chips de 64 bits em processar operações de ponto flutuante mais rápida e com maior precisão (quase o dobro de casas decimais) que seus paren

Neste post, vamos ver como os conceitos de orientação a objetos ajudam na interpretação de propriedades físicas pelo OpenFOAM. Interpretação da Linguagem pelo OpenFOAM A vantagem do uso da linguagem matemática é a eficiência em expressar conceitos abstratos. Por exemplo, no escoamento de um fluido, o termo "campo de velocidade" possui um significado mesmo sem qualquer menção à natureza do escoamento ou qualquer dado específico de velocidade. O termo encapsula a idéia de movimento com direção e magnitude e a relação com outras propriedades físicas. Na matemática, pode-se representar o campo de velocidades por um único símbolo, por exemplo, u , e expressar certos conceitos usando símbolos, por exemplo, o campo de magnitude de velocidade como | u |. Assim, se torna possível expressar conceitos complexos com extrema clareza. As equações da mecânica do contínuo são usualmente apresentadas como equações diferenciais parciais em 3 dimensões no espaço e com variação no tempo. Esta