A simulação numérica do movimento de um fluido é realizada utilizando-se as equações de conservação de massa, energia, quantidade de movimento, entre outras. Considere um estudo que utiliza simulação computacional para analisar o escoamento de um fluido ao redor de um automóvel. Nesse contexto, pode-se afirmar que, em regime:
(a) (a) transiente, com incremento grande de tempo, é possível capturar oscilações de alta frequência;
(b) (b) permanente, com incremento variado de tempo, é possível capturar oscilações de todas as faixas de frequência;
© permanente, com incremento pequeno de tempo, é possível capturar oscilações de alta frequência;
(d) permanente, com incremento grande de tempo, é possível capturar oscilações de baixa frequência;
(e) (e) transiente, com incremento pequeno de tempo, é possível capturar oscilações de alta frequência

Passo 1

Vamos analisar o enunciado: estamos falando sobre simulação numérica do movimento de um fluido ao redor de um automóvel, usando as equações de conservação de massa, energia e quantidade de movimento. O foco é identificar qual das alternativas descreve corretamente a captura de oscilações em diferentes regimes e incrementos de tempo.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que são regime transiente e regime permanente. O regime transiente refere-se a mudanças temporárias no fluxo, onde as condições variam com o tempo. Já o regime permanente é quando as condições do fluxo permanecem constantes ao longo do tempo.

Passo 3

Em simulações numéricas, o incremento de tempo (o tamanho do passo de tempo usado na simulação) influencia a capacidade de capturar diferentes frequências de oscilações. Um incremento de tempo pequeno permite capturar oscilações de alta frequência, pois a simulação atualiza os cálculos mais frequentemente. Por outro lado, um incremento de tempo grande limita a captura a oscilações de baixa frequência.

Passo 4

Agora, analisando as alternativas:
  • (a) Fala sobre regime transiente e incremento grande de tempo para oscilações de alta frequência. Mas, com incremento grande de tempo, não conseguimos capturar altas frequências.
  • (b) Menciona regime permanente e incremento variado de tempo para todas as faixas de frequência. No entanto, um único incremento de tempo não captura todas as frequências.
  • © Regime permanente com incremento pequeno de tempo para altas frequências. Regime permanente não lida bem com oscilações temporárias.
  • (d) Regime permanente com incremento grande de tempo para oscilações de baixa frequência. Isso está correto, pois um grande incremento de tempo captura apenas baixas frequências em regime constante.
  • (e) Transiente com incremento pequeno de tempo para altas frequências. Embora o incremento pequeno permita altas frequências, o regime transiente é mais geral e não foca apenas em altas frequências.

Resposta

A alternativa correta é a (d): permanente, com incremento grande de tempo, é possível capturar oscilações de baixa frequência.

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Enunciado questão 3
A equação diferencial dada no i-ésimo ponto de uma malha de 11 nós é dado pela equação
onde
Sabendo-se que as condições de valor de contorno atendem
Usando a fórmula de diferenças finitas central de ordem dois com passo h e aplicando as condições de contorno, a equação discretiza para os nós internos, denotando que fica:
(a)
(b)
©
(d)
(e)
Dada então determine . (1.5pts)
Enunciado questão 2
A equação da condução de calor de Fourier com condutividade térmica consante e termo fonte de geração de calor , obtida pelo métodos das diferenças finitas centrais, pode ser expressa como:
Na equação nodal númerica:
Em uma parede de 10 mm de espessura com , e uma taxa de geração de calor interna por unidade de volume de , o termo para os nós interno da parede com 6 nós, a partir do nó 2 até o nó , vale
(a) 16
(b) 20
© 18
(d) 15
(e) 22
Deseja-se calcular
no sistema usando arredondamento em todas as operações. Assim, efetue a soma:
(a) da direita para a esquerda,