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Pesquisa

 

Mecânica dos Fluídos Computacional

 


Laboratório de Matemática Aplicada e Computação Científica
Departamento de Matemática Aplicada e Estatística
www.icmc.usp.br/novo/index.php?id=98

 


Apresentação

 


O grupo de mecânica dos fluidos computacional iniciou-se em 1993 como resultado do trabalho de docentes, do então Departamento de Ciências de Computação e Estatística (SCE), em retorno do doutoramento no exterior.  Ao longo dos anos, com o objetivo de expandir a sua atuação, várias parcerias foram estabelecidas: primeiro com o grupo de processamento paralelo, e depois com o grupo de computação gráfica e modelagem geométrica. Em consequência dessas parcerias surgiu o Laboratório de Computação de Alto Desempenho (LCAD), o qual foi criado em 1994, e que esteve ativo até recentemente quando foi desmembrado no Laboratório de Matemática Aplicada e Computação Científica (LMACC) e no laboratório de Visualização, Imagens e Computação Gráfica (VICG). A pesquisa atual do grupo concentra-se no desenvolvimento de métodos numéricos para simulação de escoamentos com superfícies livres móveis, utilizando principalmente técnicas de diferenças finitas e elementos finitos. Os problemas de interesse do grupo subdividem-se em várias áreas de atuação:
a) Simulação de escoamentos newtonianos e não newtonianos em geometrias complexas, como por exemplo, escoamentos de cristais líquidos e polímeros e fluidos viscoelásticos em geral, com aplicações em diversos processos industriais;
b) Desenvolvimento de códigos de alto desempenho e processamento paralelo para simulação de escoamentos multifásicos aplicados ao processo de refino de petróleo; pesquisa esta financiada pela Petrobrás;
c) Modelagem de membranas celulares e simulação do sistema cardiovascular, com aplicações em medicina e biologia; esta linha de pesquisa está vinculada ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia: Medicina Assistida por Computação Científica (INCT-MACC);
d) Processamento geométrico, geração, movimento e melhoria de malhas computacionais, com aplicações em aerodinâmica e aeroelasticidade; neste campo de atividade, o grupo colaborou com empresas tais como Petrobrás e Embraer;
e) Desenvolvimento de técnicas não lineares de reconstrução e de captura de descontinuidades para sistemas de leis de conservação hiperbólicas e problemas de escoamentos compressíveis e incompressíveis transientes; busca-se fundamentalmente nesta linha de pesquisa o aprimoramento de esquemas convectivos para aplicações em escoamentos em altas velocidades;
f) Análise e implementação de modelagens da turbulência nos contextos de médias de Reynolds e grandes escalas; g) Análise da estabilidade de escoamentos laminares e em transição por meio de simulação numérica direta, com aplicações na área de aeroacústica;
h) Visualização e exploração interativa de dados massivos via técnicas de projeção. Esta linha conta com a colaboração do grupo de Processamento Visual e Geométrico e do grupo de Visualização e Imagem no contexto do projeto Temático “Desafios em Visualização Exploratória de Dados Multidimensionais: Novos Paradigmas, Escalabilidade e Aplicações"
i) Criação do Centro de Matemática e Estatística Aplicadas à Industria (CeMEAI), cujo objetivo é difundir a utilização de ferramentas matemáticas pelo setor produtivo e prover o treinamento de recursos humanos para atuar junto a este setor. Um projeto CEPID da FAPESP, denominado CEPID-CeMEAI, irá também apoiar as atividades desta proposta de trabalho do grupo.

 


Linhas de pesquisa

 

• Simulação numérica de escoamentos com superfícies móveis
 

• Reologia computacional


• Modelagem e simulação numérica em lubrificação


• Computação científica aplicada em medicina e biologia


• Geração de malhas e visualização científica


• Escoamentos transicionais laminar-turbulento


• Aeroacústica computacional

 

 

Principais projetos

 


• Projeto Cooperação Internacional USP-COFECUB - Previsão numérica de materiais viscoelásticos com superfícies livres


• Projeto Cooperação Internacional Capes-FCT - Optimização da Produção de Termoplásticos Vulcanizados


• INCT - MACC - Medicina Assistida por Computação Científica


• Projeto Temático (Fapesp) - Mecânica dos Fluidos não Estacionária: Aplicações em Aeronáutica e Reologia


• Projeto Temático (Fapesp) - SNENS III - Solução Numérica das Equações de Navier-Stokes


• Projeto de Cooperação com a Indústria (CEPEL) - Confiabilidade de sistemas elétricos


• Projeto de Cooperação com a Indústria (Furnas Centrais Elétricas) - Simulação da incorporação da biomassa durante o enchimento de compartimentos de reservatórios


• Projeto de Cooperação com a Indústria (Embraer) - Desenvolvimento de Tecnologia CFD para Aeronaves de Alto Desempenho

 

 
Prof. Titular - MS - 6
Prof. Associado - MS - 5.1
Prof. Titular - MS - 6
Prof. Titular - MS - 6
Prof. Associado - MS - 5.3



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