Referências em CFD

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 bem mesmo!) fenômenos de transporte, em especial Mecânica dos Fluidos. Não vou opinar muito sobre isso pois a literatura é vasta e existem muitas referências. Porém, existem duas referências clássicas que eu considero bastante, o livro do Bird, Stewart e Lightfoot (fundamentos básicos) e do Aris (abordagem tensorial para mecânica dos fluidos). Mas também reconheço que a teoria nestes livros é um pouco pesada para os marinheiros de primeira viagem.

Existem livros que tratam de assuntos diversos que, de certa forma, são aplicados diretamente em CFD, como volumes finitos, elementos finitos, malhas computacionais, solução de sistemas lineares esparsos, etc.

Como primeira leitura sobre CFD recomendo, sem dúvida alguma, o livro do Patankar. Ora, mas por quê? Este é um livro antigo (1980), mas escrito de forma extremamente didática tornando um assunto que pode ser bem complicado em uma forma bem fácil. Ao meu ver, leitura obrigatória para quem nunca viu e quer entender a aplicação de volumes finitos clássico em CFD. Porém, como já foi mencionado, é um livro antigo e possui algumas técnicas que já estão defasadas (mas ainda assim é interessante saber sobre elas).

Apesar de focar os métodos numéricos em si, o livro do Pinto e Lage é bem interessante também. Não é aplicado diretamente a CFD, mas fornece toda a teoria por trás dos métodos de discretização. E não é para puxar saco do meu orientador, não.

Outra boa referência é o livro do Maliska, que é bastante completo e descreve todas as etapas que envolvem a solução de um problema CFD. Este livro se basea no método dos volumes finitos , apresentando até sua formulação baseada em elementos (implementado atualmente do ANSYS CFX). Outro que vale a pena!

Por fim... A minha referência preferida... O livro do Versteeg e Malalasekra é uma outra ótima fonte de informações sobre CFD em geral. Na minha opinião, este é o livro mais completo dos aqui citados pois aborda diversos e diferentes assuntos e interconecta-os ao mesmo tempo. De fato, os autores partem da modelagem dos fluidos para explicar as técnicas numéricas e computacionais. E abordam tantos assuntos importantes em CFD que tornam esse livro basicamente introdutório em um mini-manual. Quando estava escrevendo esse post, vi que saiu a segunda edição do livro e os incrementos valem a pena. Só gostaria de resumir assim: Esse livro é muito bom!

Todos os livros que citei aqui são introdutórios, mas ao mesmo tempo abordam assuntos importantes para qualquer profissional que trabalhe com CFD. Na minha opinião, esses são livros que abrem o caminho para tratar CFD com maior maturidade e são os primeiros passos para ser capaz de estudar problemas mais aplicados e complexos.

Mas essa é a minha opinião. E você conhece ou sugere outras referências introdutórias para CFD? Comente!