Ensino (Teaching)

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,teorema do resíduo e integração de contorno. 7- Soluções em série de equações diferenciais. 8- Transformada de Laplace.

Sala: PM-01

Horário: 07:30–09:10

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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.

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

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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.

Haverá 6 provas parciais (P1, P2, P3, P4, P5, P6). Em cada prova, 60% da nota será a respeito de um trabaho que será postado mas não será recolhido nem corrigido. A média parcial será a média das 4 melhores notas (Q1, Q2, Q3, Q4).

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

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

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

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

2020-09-11T10:23:34 Baixe aqui o enunciado do 5^o Trabalho. A saída do programa oncin.py está aqui.

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

Notas até a F: tea018-notpre2023-2.pdf

Solução da P1: tea018-2023-2-p01-sol.pdf

Solução da P2: tea018-2023-2-p02-sol.pdf

Solução da P3: tea018-2023-2-p03-sol.pdf

Solução da P4: tea018-2023-2-p04-sol.pdf

Solução da P5: tea018-2023-2-p05-sol.pdf

Solução da P6: tea018-2023-2-p06-sol.pdf

Solução da F: tea018-2023-2-f-sol.pdf

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^as e 5^as, PF-12, 07:30–09:10

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.

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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.

2^as PF-12 e 4^as PF-16, 09:30–11:10

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.

2^as, 3^as, 4^as, 5^as e 6^as, 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.

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.

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)

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

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

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.

2^as e 4^as, PF-16, 09:30–11:10

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

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

Veja abaixo as notas finais da disciplina

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.

3^as e 5^as, PF-16, 07:30–09:10

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.

2^as e 4^as, PF-16, 09:30–11:10

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

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