Ensino (Teaching)

Table of Contents

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1 TEA-010 Matemática Aplicada I

1.1 Ementa

1- Ferramentas computacionais para programação e processamento simbólico. 2- Revisão de programação científica. 3- Vetores, matrizes e coordenadas. 4- Campos escalares e vetoriais. 5- Equações diferenciais de 1a e 2a ordens. 6- Teoria de variáveis complexas: analiticidade, séries. 7- Soluções em série de equações diferenciais. 8- Transformada de Laplace. 9- Teoria de Distribuições. 10- Teoria de variáveis complexas: teorema do resíduo e integração de contorno.

1.2 Sala e Horário

  • Aulas: 2as, 4as e 6as, 07:30–09:10 sala PM2

1.3 Programa: tea010-prog-2022-1.pdf

1.4 Livro-texto

2a edição (versão mais recente com adições e correções; ainda sem ISBN) : matappa-2ed.pdf

1.5 Notas

Veja aqui as notas até a FB: notpre2022-1.pdf

1.6 Gabaritos

Faça o download do gabarito da P01A: 2022-1-p01a-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P01B: 2022-1-p01b-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P02A: 2022-1-p02a-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P02B: 2022-1-p02b-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P03A: 2022-1-p03a-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P03B: 2022-1-p03b-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P04A: 2022-1-p04a-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P04B: 2022-1-p04b-sol.pdf

Faça o download do gabarito da FA: 2022-1-fa-sol.pdf

Faça o download do gabarito da FB: 2022-1-fb-sol.pdf

2 TEA-013 Matemática Aplicada II

2.1 Ementa

1- Ferramentas computacionais e solução numérica com diferenças finitas de equações diferenciais parciais: análise de estabilidade de von Neumman e exemplos escolhidos entre a equação da difusão, equação da onda, equação de Laplace, e outras de uso comum em Engenharia Ambiental. 2- Análise linear, sistemas lineares em Engenharia. 3- Séries e Transformadas de Fourier. Solução de equações diferenciais, análise espectral e análise de periodicidade em séries de dados naturais. 4- Funções de Green e Identidades de Green em Engenharia: Hidrógrafa Unitária Instanânea, Problemas de Dispersão de Poluentes. 5- Teoria de Sturm-Liouville e algumas funções especiais adicionais (Legendre, Laguerre, Hermite). Importância da teoria no método de separação de variáveis para equações diferenciais parciais. 6- Equações Diferenciais Parciais: problemas lineares e não-lineares em escoamentos na atmosfera, nos oceanos, em rios e no solo, e problemas de dispersão de poluentes. 7- Classificação e o método das características: escoamento em canais. Solução por separação de variáveis, transformadas integrais e transformada de Boltzmann.

2.2 Horário

  • Aulas: 2as, 4as, 6as, 07:30–09:10
  • Local: PM-2
  • Atendimento: Por agendamento em minha sala

2.3 Programa: tea013-prog-2022-2.pdf

2.4 Livro-texto: matappa-2ed.pdf

2.5 Notas

Veja as notas até a P2A de 2022-2

2.6 Gabaritos

Faça o download do gabarito da P1A: 2022-2-p01a-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P1B: 2022-2-p01b-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P2A: 2022-2-p02a-sol.pdf

3 TEA-023/EAMB-7003 Dispersão Atmosférica e Qualidade do Ar/Camada-Limite Atmosférica e Modelos de Dispersão Atmosférica

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3.1 Ementa

Estudo das propriedades físicas da camada limite atmosférica, dos processos que controlam a dispersão dos poluentes na atmosfera e dos principais métodos e técnicas empregadas na modelagem matemática desses processos.

Balanço de energia na superfície; Balanço de radiação próximo à superfície: leis da radiação , divergência de fluxo de energia; Temperatura do solo e transferência de calor: temperatura na superfície e subsuperfície , teoria de transferência de calor no solo; Temperatura e umidade na camada limite planetária: relações termodinâmicas básicas , estabilidade estática , camadas de mistura e inversões , perfis verticais de temperatura e umidade; distribuição do vento na camada limite planetária; Escoamentos viscosos: escoamentos laminares e turbulentos , equações do movimento , camadas de Ekman , transferência de calor em fluidos; Fundamentos da turbulência atmosférica: instabilidade , características gerais da turbulência , variáveis médias e perturbações , variâncias e fluxos turbulentos; Teorias semi-empíricas da turbulência: descrição matemática dos escoamentos turbulentos , teorias de similaridade; Camadas limite neutras; Teoria da similaridade de Monin-Obukhov; Métodos para determinação dos fluxos de quantidade de movimento e calor; Fatores que controlam a dispersão de poluentes na atmosfera; Elevação de uma pluma de poluentes: elevação em condições neutras e estáveis; Efeito da turbulência ambiente nas plumas; Dispersão na camada limite convectiva: estrutura da camada limite convectiva , características das plumas de dispersão; Dispersão na camada limite estável: modelos de dispersão na camada limite estável.

3.2 Sala de Aula e Horário

3as e 5as, PF-12, 07:30–09:10

3.3 Programa: tea023-FICHA2-2021-2.pdf

3.4 Notas de aula:

Atenção! As notas estão em preparação e devem ser lidas à luz dos comentários feitos em sala. Seu uso por não-alunos da disciplina não é recomendado. Favor não citar como referência, nem redistribuir. Atualizadas em 2022-04-19T10:14:21.

perfismost.pdf

3.5 Aulas Gravadas

3.5.1 Aula 01

3.5.2 Aula 02

3.5.3 Aula 03

3.5.4 Aula 04

3.6 Provas

Faça o download do gabarito da P1: tea023-2021-2-p01-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P2: tea023-2021-2-p02-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P3: tea023-2021-2-p03-sol.pdf

Faça o download do gabarito da F: tea023-2021-2-f-sol.pdf

3.7 Notas

Faça o download das notas até a F: tea023-notpre2021-2.pdf

4 TEA-757 Camadas-Limite Naturais e Transporte de Poluentes

4.1 Ementa

Revisão das equações de Navier-Stokes e das equações de transporte para temperatura e para um escalar passivo ou ativo; simplificações e soluções analíticas de problemas laminares, incluindo escoamento sob pressão em tubos, e escoamento com superfície livre em canal unidimensional. As equações de camada-limite de Blasius: soluções numéricas para escoamentos laminares. Turbulência: o conceito estatístico de escala turbulenta; escala integral; micro-escalas de Kolmogorov; micro-escala de Taylor; as equações de Reynolds de ordem 1 e 2; modelos de fechamento. Camadas-limite turbulentas: transferência convectiva de momentum, calor e massa. Transferência de calor por radiação. Escoamentos turbulentos em tubos: obtenção semi-analítica das equações de perda de carga (Diagrama de Moody). Escoamentos em canais: obtenção semi-analítica da equações de perda de carga (Manning). A Camada-Limite Atmosférica e a Camada-Limite Oceânica: efeitos de flutuabilidade, número de Richardson e comprimento de estabilidade de Obukhov.

4.2 Horário

3as e 5as, Ensino remoto PF-16, 07:30–09:10

4.3 Programa: eamb7004-prog-2021-2.pdf

4.4 Notas de aula: mecturbii.pdf

4.5 Provas

4.6 Soluções (2021)

5 MNUM7092 Chapel

5.1 Trabalhos

5.1.1 TC1

5.1.2 TC2

5.1.3 TC3

6 TEA-040B Implementação Computacional de Modelos de Evaporação e Evapotranspiração

A disciplina será ofertada na forma de leitura e discussão de artigos científicos sobre evaporação, seguidas de apresentação, pelo professor, de bibliotecas de rotinas em Python com a implementação dos modelos.

6.1 Ementa

Marcos científicos sobre modelos de evaporação e evapotranspiração. Evaporação potencial (Thornthwaite) e Evaporação potencial aparente (Penman). Priestley-Taylor e Hargreaves. Relação complementar. Balanço hídrico. Bibliotecas científicas em Python com implementações dos diversos modelos.

6.2 Sala de Aula Virtual e Horário

2as, 3as, 4as, 5as e 6as, via https://conferenciaweb.rnp.br/webconf/nelson-luis-da-costa-dias, 07:30–09:30

Não haverá transmissão pública (YouTube, etc.) nem gravação das aulas.

6.3 Programa

Unid Didática Conteúdo Datas de execução
1 Primórdios: Thornthwaite, Penman, Hargreaves 03/04/05/06 Novembro
2 Programação de Thornthwaite, Penman, Hargreaves 09/10/11/12/13 Novembro
3 Penman-Monteith, Ev. de Equilíbrio, Priestley-Taylor 16/17/18/19/20 Novembro
Avaliação Trabalho 1 20 Novembro
4 Programação de Penman-Monteith, Ev. de Equilíbrio, Priestley-Taylor 23/24/25/26/27 Novembro
5 A relação complementar e BHS/HEM 30/01/02/03/04 Dezembro
6 Programação da relação complementar e BHS/HEM 07/08/09/10/11 Dezembro
Avaliação Trabalho 2 11 Dezembro
7 Dúvidas e autoavaliação 14/15 Dezembro

6.4 Avaliação

2 trabalhos em grupo ou individuais (grupos formados à escolha dos alunos, com no máximo 3 participantes), corrigidos pelo professor e devolvidos. Ao final da disciplina, com base na correção do professor e em sua própria autoavaliação, cada aluno encaminhará sua nota final por e-mail para o professor, que a lançará (sem modificação) no sistema de controle acadêmico.

6.5 Bibliografia

6.5.1 BIBLIOGRAFIA BÁSICA

Apenas para acompanhamento dos conceitos gerais. O cerne da disciplina será baseado na leitura e discussão dos artigos da bibliografia complementar.

  • Chow, V. T.; Maidment, D. R. & Mays, L. W. Applied Hydrology McGraw-Hill, 1988
  • Brutsaert, W. Evaporation into the atmosphere D. Reidel, 1982
  • Dias, N. L. Apostila online de hidrologia (2020) : https://nldias.github.io/pdf/hidramb.pdf

6.5.2 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

  • Thornthwaite, C. W. An approach toward a rational classification of climate. The Geographical Review, 1948, 38, 55-94
  • Penman, H. Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proceedings of the Royal Society, London, 1948, A, 120-146
  • Hargreaves, G. H. Irrigation requirement data for central valley crops.1948
  • Monteith, J. L. Evaporation and environment Symposia of the society for experimental biology, 1965, 19, 205-234
  • Priestley, C. H. B. & Taylor, R. J. On the Assessment of Surface Heat Flux and Evaporation Using Large Scale Parameters Monthly Weather Review, 1972, 100, 80-92
  • Hargreaves, G. H. & Allen, R. G. History and evaluation of Hargreaves evapotranspiration equation. Journal of irrigation and Drainage Engineering, American Society of Civil Engineers, 2003, 129, 53-63
  • Morton, F. I. Operational estimates of areal evapotranspiration and their significance to the science and practice of hydrology Journal of Hydrology, 1983, 66, 1-76
  • Morton, F. I. Operational Estimates of Lake Evaporation. Journal of Hydrology, 1983, 66, 77-100
  • Brutsaert, W. & Stricker, H. An Advection-Aridity Approach to Estimate Actual Regional Evapotranspiration. Water Resources Research, 1979, 15, 443-450.
  • Dias, N. L. & Kan, A. A hydrometeorological model for basin-wide seasonal evapotranspiration. Water Resources Research, 1999, 35, 3409-3418
  • Brutsaert, W. A generalized complementary principle with physical constraints for land-surface evaporation. Water Resources Research, 2015, 51, 8087-8093

7 TEA-018 Hidrologia Ambiental (Em conjunto com EAMB-7039 (Tópicos Especiais) Hidrologia Física)

waterfall.jpg

7.1 Ementa

Ciclo hidrológico. Sistemas hidrológicos. Bacia hidrográfica. Balanço de massa. Balanço de quantidade de movimento. Radiação e balanço de energia. Vapor de água. Precipitação. Evaporação e evapotranspiração. Infiltração e escoamento no solo em meios saturados e nãosaturados. Escoamento superficial e propagação de cheias. Sedimentologia. Hidrograma unitário e modelagem chuva vazão. Técnicas de medição. Análise de frequência em hidrologia.

7.2 Sala de Aula Virtual e Horário

7.3 Programa: tea018-prog-2020-e1.pdf

7.4 Notas de aula e links para o youtube:

7.4.1 Notas de aula produzidas em tempo real em cada aula

7.5 Avaliação

Um trabalho realizado em grupo (graduação) ou individualmente (pós-graduação) ao fim de cada unidade didática:

  • A composição do grupo será determinada pelo professor a cada trabalho.
  • O trabalho deverá ser entregue em um único documento em pdf, em papel A4 com os seguintes parâmetros obrigatórios:
    • espaçamento 1,5 (em \LaTeX\: \linespread{1.25})
      • margem esquerda 2,0 cm
      • margem direita 4,0 cm
      • margem superior 2,5 cm
    • margem inferior 2,0 cm
  • O trabalho deve ser feito em uma das seguintes linguagens de programação à escolha do grupo: Basic, Pascal, Fortran, C, C++, R, Matlab, Octave, Python ou Julia (o uso de planilhas é proibido).
  • O trabalho versará sobre ou mais problemas obrigatórios que devem ser integralmente resolvidos pelo grupo.
  • O trabalho poderá conter opcionalmente uma seção com material adicional relacionado com a Unidade Didática e de livre escolha de cada grupo. Notas acima de 7,0 (graduação) ou conceitos acima de B (pós-graduação) só serão (eventualmente) atribuídos se a seção de material adicional for incluída.
  • O trabalho deve conter integralmente os códigos de todos os programas elaborados (tanto para os problemas obrigatórios quanto para o material adicional), bem documentados e programados em bom estilo.
  • O trabalho deve conter integralmente os arquivos de saída gerados pelos programas, em um anexo.
  • O trabalho deverá conter uma tabela de auto-avaliação do grupo com a descrição da participação de cada membro, contendo obrigatoriamente os itens da tabela a seguir:

    Discente Discussões em grupo Formulação da solução dos problemas obrigatórios Programação da solução dos problemas obrigatórios Formulação da solução do material adicional Programação da solução do material adicional Redação e preparação do relatório
    Disc 1 * * *     *
    Disc 2 *     *    
    Disc 3 *       * *
    Disc 4            

Veja aqui um exemplo completo de trabalho.

2020-07-29T11:15:00 Baixe aqui o enunciado do 1o Trabalho.

2020-08-13T19:31:47 Baixe aqui o enunciado do 2o Trabalho.

2020-08-20T17:18:59 Baixe aqui o enunciado do 3o Trabalho.

2020-08-20T17:18:59 Baixe aqui o enunciado do 4o Trabalho.

2020-09-11T10:23:34 Baixe aqui o enunciado do 5o Trabalho. A saída do programa oncin.py, discutido em sala de aula, está aqui.

2020-09-11T10:58:17 Baixe aqui o enunciado do 6o Trabalho.

8 EAMB-7039 (Tópicos Especiais) Ferramentas computacionais para redação técnica e científica: LaTeX e Gnuplot

ferracomred.png

8.1 Ementa

Esta disciplina será ministrada sob a forma de oficinas de computação. Instalação de programas em Windows e Linux: TinyTeX ou TeXlive (latex, pdflatex, bibtex, etc.), JabRef, Gnuplot, pstricks, e Python. Descrição de cada programa, e de suas funções. A filosofia de utilizar arquivos-texto. Vantagens: clareza, simplicidade, automação. A importância de escrever em bom estilo, e como incluir e citar símbolos, equações e figuras. Os elementos essenciais de um artigo científico, relatório técnico, TCC, dissertação ou tese. LaTeX: A classe article.cls. Principais elementos tipográficos e comandos. Seções, tabelas, figuras, referências bibliográficas (BibTeX e JabRef) e equações. Gnuplot: Figuras em geral. Figuras quadradas. Linhas e Pontos. Tipos de letras (o script epslatex). Dois eixos na vertical. Eixo das abscissas com datas e horas. Phython para desintoxicar arquivos, e fazer pequenas mudanças, pré-processar, e pós-processar dados (em geral para preparar figuras). A dissertação e a tese: a classe report.cls. Os elementos adicionais (sumário, listas de figuras e tabelas, apêndices)

8.2 Sala de Aula Virtual e Horário

2as, 4as e 6as, via Microsoft Teams com email institucional da UFPR, 09:30–11:30

8.5 Provas

Um trabalho (um paper completo com pelo menos 8 páginas ) ao fim do curso.

9 EAMB-7021 Mecânica dos Fluidos Ambiental Intermediária

davinci.png

9.1 Ementa

Ementa: Teorema do Transporte de Reynolds e Balanços Integrais em Volume de Controle para Massa, Quantidade de Movimento, Energia, Quantidade de Movimento Angular, e Entropia. Equações na Forma Diferencial. Apresentação das Equações de Navier-Stokes e da Equação da Difusão-Advecção. Escoamentos em condutos. Introdução à turbulência. Camada Limite.

9.2 Sala de Aula e Horário

2as e 4as, PF-16, 09:30–11:10

9.3 Programa: tea782-prog-2018-1.pdf

9.4 Notas de aula: maine.pdf

9.5 Provas

Faça o download do gabarito da P1: eamb7021-2018-1-p01-sol.pdf

Faça o download do gabarito da P2: eamb7021-2018-1-p02-sol.pdf

10 TEA-034 Tópicos Especiais em Engenharia Ambiental: Técnicas de Aprendizagem Acadêmica

10.1 Horário

  • Aulas: 6as, PF-2, 07:30–09:10
  • Atendimento: Por agendamento em minha sala

10.2 Programa: tea034-prog-2017-1.pdf

10.3 Avaliação da disciplina pelos alunos: Esta disciplina nunca foi avaliada

10.4 Notas

Veja abaixo as notas finais da disciplina

GRR Nota
GRR20141496 3.0
GRR20141697 9.0
GRR20141639 9.0
GRR20151802 9.5
GRR20148696 10.0
GRR20142181 10.0
GRR20156128 8.5
GRR20150066 8.0
GRR20159026 10.0
GRR20148707 10.0

11 EAMB7023-TEA-752 Métodos Matemáticos em Engenharia Ambiental

11.1 Ementa

Ementa: Tensores cartesianos. Funções de várias variáveis: Teorema da função implícita. Jacobiano. Sistemas de coordenadas não-cartesianas. Método das características. Transformada de Boltzmann. Teoria de Sturm-Liouville. Séries de Fourier e Equações Diferenciais Parciais: método de separação de variáveis.

11.2 Horário

3as e 5as, PF-16, 07:30–09:10

11.4 Notas de aula: apple.pdf

11.5 Provas

12 EAMB-7009 Dinâmica espectral da turbulência

12.1 Ementa

Ementa: Introdução: fenomenologia da turbulência. Equações de Navier-Stokes e de transporte. O espaço de Fourier sob o ponto de vista de processos estocásticos, condições de contorno periódicas, integrais de Fourier-Stieltjes e funções generalizadas. Turbulência homogênea e sua cinemática; isotropia. A forma dos espectros (e das funções de estrutura) em turbulência isotrópica. Dedução das equações de transporte espectral. Escala integral, microescala de Taylor e microescalas de Kolmogorov; a teoria de Kolmogorov (1941). Relações para os momentos de ordem 3 e 4 em uma distribuição normal (e outras). Modelos de fechamento simples (Corrsin-Pao e Heisenberg). Modelos EDQNM e DIA. Espectro de escalares: faixa inercial, inercial-difusiva, viscosa-convectiva e viscosa-difusiva Desvio da distribuição normal para velocidade e escalares.

12.2 Sala de Aula e Horário

2as e 4as, PF-16, 09:30–11:10

12.3 Notas de aula: dinespturb.pdf

12.4 Provas

Faça o download do gabarito da P1: eamb7009-2018-3-p01-sol.pdf

Author: Nelson Luís Dias

Created: 2022-12-06 ter 19:43

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