Irakasgaiaren azalpena eta testuingurua

"Kalkulu eta diseinu termikoa zenbakizko metodoen bidez" irakasgaia, Energia Eraginkortasun eta Jasangarritasunaren Ikerketa Industrian, Garraioan, Eraikuntzan eta Hirigintzan Masterrean ematen dena, 3 kredituko hautazko irakasgaia da, Industria eta Garraioko Eraginkortasun Energetikoaren espezialitatean sartzen dena.



"Kalkulu eta diseinu termikoa zenbakizko metodoen bidez" irakasgaia Energia Eraginkortasun eta Jasangarritasunaren Ikerketa Industrian, Garraioan, Eraikuntzan eta Hirigintzan Masterrean ematen da, eta tenperatura-eremuaren ekuazio diferentziala agertzen den problemak ebazteko bi aukera aurkezten dira. Lehenik, diferentzia finituen metodoa azaltzen da, programazioaren bidez arazo bakoitzari dagokion formulazioa eta erabilitako ebazpen-metodoa (esplizitua edo inplizitua) planteatuz. Arazoak erregimen egonkor eta dinamikoan sartzen dira, bai eta dimentsio bakarrekoak edo bidimentsionalak ere.



Jarraian, fluido konputazionalen dinamikaren (CFD) aplikazio-eremuak definitzen dira, software komertzial bat tresna fluidomekaniko gisa erabiliz. CFD eredu baten planteamenduan kontuan hartu beharreko hainbat gogoeta aztertzen dira, hala nola, ereduaren eraikuntza geometrikoa, sarea, inplementatu beharreko ekuazio diferentzialak edo postprozesatua bera.



CFD-n oinarritutako kalkulu-tresnak prozesu industrialen hainbat ataletan erabiltzen dira, hala nola, produktu berrien diseinuan edo hobekuntza energetikoko planteamenduetan, prozesu-arazoen ebazpenean, azterketa parametrikoetan, etab.

Irakasgaia ikastean lortuko diren emaitzak

IE1: Planteatutako arazo termiko bakoitzerako ebazpen-metodo egokiena aukeratzen jakin, inposatu beharreko hipotesiak edo mugak identifikatuz.

IE2: Diferentzia finituen programazioa ulertzeko gai izan eta arazoaren aldagai adierazgarrienak aldatzen jakin, irtenbide zehatz bat lortzeko.

IE3: Oinarrizko bero-transmisioko problemak ebazteko CFD softwarea erabili.

Ohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

EBALUAZIO-IRIZPIDEAK:



DIFERENTZIA FINITUEN ARAZOAK

- Programazio-lengoaia ulertzea.

- Emaitzak interpretatzea.

- Programan ager daitezkeen akatsak detektatzen eta konpontzen jakitea.



CFD TXOSTENA

- Formatu eta ondorio egokiak txostenean.

- Geometria (sinplifikazioak eta simetria-planoak) eta modeloaren sarea (sare-mota eta -tamaina).

- Zenbakizko emaitzak eta emaitza esperimentalak alderatzea.

- Ereduaren datuak eta emaitzak baloratzea.



BERTARATZEA ETA PARTE-HARTZEA:

- Parte-hartze aktiboa eta positiboa gelan

- Bertaratzea eta puntualtasuna.



UKO EGITEA: Uko egiteko aukera gauzatzeko, ikasleek ikasgaiaren koordinatzaileari jakinarazi beharko diote posta elektroniko bidez, eskola magistralak amaitu baino lehen.

Ezohiko deialdia: orientazioak eta uko egitea

Ebaluazio-irizpideak ohiko deialdikoen berdinak dira. Klasera joateari eta parte hartzeari dagokion nota ohiko deialdian lortutakoa izango da. Ohiko deialdian diferentzia finituen problemak edo CFD programarekin egindako lana gainditu bada, kalifikazioa ez ohiko deialdiaren notarako gordeko da.



UKO EGITEA: Uko egiteko aukera gauzatzeko, ikasleek ikasgaiaren koordinatzaileari jakinarazi beharko diote posta elektronikoz, lanak/txostenak entregatzeko aurreikusitako data baino lehen.

Irakasgai-zerrenda

Ikasleei tresnak emango zaizkie, teorikoak zein praktikoak, beroaren transferentziarekin lotutako ekuazio diferentzialak ebazteko. Zenbaki-metodoek problemak analitikoki ebaztearen aldean dituzten abantailak eta mugak aztertuko dira.



GAI-ZERRENDA:



1. GAIA: BERO-TRANSMISIOAREN EKUAZIO DIFERENTZIALAREN SOLUZIOA

· Sarrera

· Metodo analitikoak

· Zenbakizko metodoak



2. GAIA: DIFERENTZIA FINITUEN METODOA

· Sarrera

· Deribatu partzialen hurbilketa, diferentzia finituen metodoaren bidez

· Metodo esplizitua dimentsio bakarreko fluxuetarako

· Metodo inplizitua dimentsio bakarreko fluxu-kasuetarako

· Arazo bidimentsionalak



3. GAIA: BERO TRANSMISIO PROBLEMAK DIFERENTZIA FINITUETAN

· Programaren sarrera

· Metodo esplizitua

· Metodo inplizitua

· Txandakako direkzio-metodoa

· Beste mugalde baldintza batzuk



4. GAIA: FLUIDO KONPUTAZIONALEN DINAMIKA

· Sarrera

· Suntsiarazteko prozedura CFD-n

· Programaren egitura eta edukia

· Programa saretzea



5. GAIA: DFZKO ARAZOAK

· Konbekzio naturala

· Egonkorra vs iragankorra

· Bero-trukagailuak

Bibliografia

Nahitaez erabili beharreko materiala

Ikasturtean zehar eGELA plataforma birtualean argitaratuko diren materialak (Power pointak, ariketak, enuntziatuak, txostenak, etab.)

Oinarrizko bibliografia

1. D.A. Anderson, J.C. Tannehill y R.H. Pletcher, Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer, Nueva York, Hemisphere, 1984



2. G.E. Forsythe y W.R. Wasow, Finite Difference Methods for Partial Differential Equations, Nueva York, Halsted Press, 1978



3. Y. Jaluria y K.E. Torrance, Computational Heat Transfer, Nueva Yorrk, Hemisphere, 1986



4. W.J. Minkowycs, E.M. Sparrow, G.E. Schneider y R.H. Pletcher, Handbook of Numerical Heat Transfer, Nueva York, John Willey & Sons, 1988



5. M.N. Özisik, Finite Difference Methods in Heat Transfer and Fluid Flow, Nueva York, Hemisphere, 1980



6. S.V. Patankhar, Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, Nueva York, Hemisphere, 1980



7. J. Tu, G.H. Yeoh, C. Liu, Computational Fluid Dynamics. A Practical Approach, Elsevier, 2008



8. B. Carnahan, H.A. Luther y J.O. Wilkes, Cálculo Numérico, Métodos, Aplicaciones, ed. Rueda, Valencia, 1979

Gehiago sakontzeko bibliografia

1. K.H. Huebner y E.A. Thornton, The Finite Element Method for Engineers, 2a ed., Nueva York, John Willey & Sons, 1982







2. G.E. Myers, Analytical Methods in Conduction Heat Transfer, Nueva York, McGraw-Hill, 1971







3. T.M. Shih, Numerical Heat Transfer, Nueva York, Hemisphere, 1984







4. A.S. Arcilla, J. Haüser, P.R. Eiseman y J.F. Thompson, Numerical Grid Generation in Computational Fluid Dynamics and related Fields, Amsterdan, 1991







5. B. Gebhart, Heat Conduction and Mass Diffusion, Nueva York, McGraw-Hill, 1993











MÉTODOS NUMÉRICOS







1. K.H. Huebner y E.A. Thornton, The Finite Element Method for Engineers, 2a ed., Nueva York, John Willey & Sons, 1982







2. G.E. Myers, Analytical Methods in Conduction Heat Transfer, Nueva York, McGraw-Hill, 1971







3. T.M. Shih, Numerical Heat Transfer, Nueva York, Hemisphere, 1984







4. A.S. Arcilla, J. Haüser, P.R. Eiseman y J.F. Thompson, Numerical Grid Generation in Computational Fluid Dynamics and related Fields, Amsterdan, 1991







5. B. Gebhart, Heat Conduction and Mass Diffusion, Nueva York, McGraw-Hill, 1993

Aldizkariak

1. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering







2. Journal of Computational Physics







3. Computer & Fluids







4. Mathematical and Computer Modelling,

Estekak

https://www.cfd-online.com/