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CFD em Bioengenharia

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As pessoas são tão diferentes por dentro quanto são por fora, tornando difícil predizer que tipo de cirurgia seria a mais adequada para cada paciente. Desde 2005, uma abordagem envolvendo alta tecnologia vem sendo usada pela Universidade de Stantford para predizer o sucesso (ou não) da cirurgia em determinado paciente. Este método elimina as suposições sobre o sucesso de cirurgias cardiovasculares. Usando modelos matemáticos, os bioengenheiros constroem um modelo 3D personalizado do coração de cada paciente (incluindo sua respectiva doença cardiovascular) e, então, realizam uma cirurgia virtual neste modelo antes que isto seja feito efetivamente no paciente. O objetivo desta abordagem é realizar mais cirurgias com sucesso e eliminar as operações desnecessárias. Foto de uma paciente em um exame de ressonância magnética (autor Gaetan Lee ). A modelagem deve incorporar dados de imagens em um programa de visualização científica 3D que inclua também ferramentas cirúrgicas. Milhões de equa...

Congressos em 2009

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Junto neste post um levantamento dos congressos e encontros brasileiros, a serem realizados em 2009, mais relevantes para CFD, fenômenos de transporte em geral e métodos numéricos. Estou colocando apenas os congressos cujas datas limite para envio de trabalho ainda não foram atingidas. Portanto, ainda dá tempo de participar! COBEM 2009 : Congresso Internacional de Engenharia Mecânica, a ser realizado em Gramado, RS. Contém temas relevantes, como combustão, engenharia aeroespacial, ciências térmicas, mecânica dos fluidos e reologia. COBEQ-IC 2009 : Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica, a ser realizado em Uberlândia, MG. Congresso com temas bem gerais (fenômenos de transporte, transferência de calor e massa, métodos numéricos, etc) e voltado para os alunos de graduação em engenharia química. Já participei em 2001 e recomendo o envio de trabalhos. Foi uma experiência muito boa para mim. CNMAC 2009 : Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional...

Concurso Científico Tecnoclasta 2008/2009

Apesar do pouco tempo, ainda há tempo. O prazo para o Concurso Científico Tecnoclasta 2008/2009 vai até amanhã, 10 de abril. Já fiz a minha inscrição - veja os inscritos nos comentários - e talvez o Luiz faça a dele amanhã . Eu quase perdi o prazo... Talvez, considerando que o prazo termina na sexta-feira santa, ele seja estendido ( mas não conte com isso ). O prazo foi prorrogado até o dia 17 de abril. Esse ano o concurso incluí duas categorias, uma das quais permite que quem não tenha blogs também participe. Veja as regras no tópico do Tecnoclasta . Vale lembrar que mais do que um concurso com prêmios, essa iniciativa é uma forma divulgar informação científica de qualidade pela net. Lamento de ter esquecido de divulgar o concurso antes e espero mesmo que tenha uma pequena prorrogação em função do feriado.

Parabéns ao Luiz !

Senhoras e Senhores, o Luiz acaba de ser aprovado como professor da Escola de Química da UFRJ. O resultado do concurso saiu a alguma horas ... ainda falta uns 2 meses para cumprir a burocracia, mas ... Eu deixo aqui meus sinceros parabéns e boa sorte ao Luiz em sua nova e promissora carreira . E de quebra me deixa mais orgulhoso de dividir o blog com alguém que agora é importante. Esperamos que ele agora tenha mais tempo para escrever nesse blog ...

Curso no COBEQ-IC 2009

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Fui convidado pela Profa. Valéria Murata, da Universidade Federal de Uberlândia, a ministrar um minicurso de CFD no próximo Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica (COBEQ-IC). O congresso será realizado em Uberlândia - MG, entre os dias 27 e 30 de julho de 2009. O minicurso terá carga horária de 8 horas e será ministrado no dia 27, de 8:00 às 12:00 (parte teórica sobre CFD) e de 14:00 às 18:00 (parte prática usando o OpenFOAM). O curso será realizado no laboratório de informática da Faculdade de Engenharia Química e terá vagas limitadas. A ementa geral do curso se encontra abaixo: Conceitos gerais sobre fluidodinâmica computacional Características do OpenFOAM Aplicações na Engenharia Química Eu já tinha preparado um curso de CFD que ministrei no passado (UFRJ, UERJ e UFF), mas quero atualizá-lo e estendê-lo, visando o pessoal da graduação. Como me conheço, sei que no fim devo ter um curso todo novo para ministrar. O que é muito bom!! Outros dois minicursos ...

Análise de código no OpenFOAM - laplacianFoam

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Para explicar a estrutura e o algoritmo de solução de um código no OpenFOAM, vou usar como base o solver laplacianFoam . Para acompanhar melhor esse post, é interessante que o leitor tenha alguns conhecimentos básicos da sintaxe de C++. Porém, vou apresentar alguns detalhes referentes aos comandos e funções que são membros das classes e templates, facilitando a leitura do código para os leitores sem experiência em linguagens orientadas a objetos. O solver laplacianFoam é usado para resolver o problema da difusão pura de um campo escalar T , sem considerar nenhum termo fonte. Esta equação está colocada abaixo, sendo D o coeficiente de difusão. Os arquivos referentes aos solvers do OpenFOAM ficam no diretório OpenFOAM-version/applications/solvers ., onde version se refere a versão do OpenFOAM. O código do laplacianFoam fica no diretório basic e está colocado abaixo. 00001 /*---------------------------------------------------------------------------*\ 00002 ========= ...

CFD, Linux e vim

Quem usa amplamente o CFD, usa cluster. Quem quer grande eficiência no uso do cluster, usa GNU/Linux. E quem usa GNU/Linux, usa o vim . A questão que fica é que nem sempre quem estuda/usa CFD conhece o suficiente do GNU/Linux para lidar corretamente com as ferramentas de terminal. Tudo bem, todo mundo tem sua curva de aprendizado, e é verdade que o terminal, mesmo não sendo complicado , não é o melhor lugar para começar a aprender. E o problema fica por conta do fato de que clusters nem sempre possuem interface gráfica. Ou possuí interface gráfica, mas você sempre trabalha via ssh, o que nem sempre fornece uma velocidade de conexão agradável se você for abrir três/quatro programas gráficos para utilização remota junto com outros 20 usuários fazendo a mesma coisa. O outro problema é que na nossa área não são raros os usuários do windows que fazem o acesso a clusters com linux via terminal, o que raramente permite uma fácil conexão gráfica (eu realmente sugiro que instale uma distribuiçã...

Ajustando a escala dos resultados

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Há muitos "anos" atrás, eu escrevi sobre a apresentação dos resultados , como tornar os resultados algo claro ao ouvinte/leitor. [update] Oopps!!! Havia um erro básico na ordem das figuras nessa pequena introdução. Corrigido! Grato [/update] Uma das questões que surge é o ajuste de escala. Acompanha comigo. Você vai fazer um gráfico de velocidade. O gráfico vai de um valor negativo a um valor positivo. O que você deve evitar a todo custo, é uma escala dessa forma: Sabe o que há de errado com ela ? Simples. O zero não aparece na escala. Oras, há uma cor que começa em um valor negativo e termina em um valor positivo. Essa cor pode ser qualquer coisa. Pode ter apenas valores positivos ou apenas valores negativos (muito embora, nesse caso específico, exista ambos). O adequado é ajustar a escala de forma que fique claro ao ouvinte/leitor quais são os valores negativos e quais são os valores positivos. Como essa escala: Ok. Nessa escala existe um "zero negativo". Isso é ...

A história da Mecânica dos Fluidos em versos

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 ...

Feliz Natal, Feliz Ano Novo E Mil Desculpas

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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...

Grupo de Discussão no CFD-Brasil

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...

Uma revisão sobre colunas de borbulhamento

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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...

Curso de Introdução ao OpenFOAM

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...

Lançado OpenFOAM 1.5

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.

Referências em CFD

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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...

Escrevendo sua tese

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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...

Desenvolvimento do OpenFOAM 1.5 beta

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...

Sou doutor, mas não faço consulta médica!

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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...