ENQ-550 - Métodos Matemáticos e Computacionais Aplicados à Engenharia Química

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Número de Créditos: 10

Carga Horária: 150h

Caráter da Disciplina: Obrigatória

Ementa

1. Introdução a Análise Numérica em Engenharia Química:

2. Formulação de Modelos Matemáticos de Processos:

2.1 Classificação.
2.2 Hierarquia de modelos fenomenológicos.

3. Aritmética em Ponto Flutuante e Erros Computacionais:

4. Álgebra Línear:

4.1 Vetores.
4.2 Matrizes.
4.3 Número de condição.

5. Introdução ao uso do Pacote Numérico Computacional (Laboratório de Informática):

6. Sistemas de Equações Algébricas Lineares:

6.1 Graus de liberdade.
6.2 Métodos numéricos de resolução.
6.3 Estudos de caso de problemas de Engenharia Química.

7. Sistemas de Equações Algébricas Não-Lineares:

7.1 Métodos numéricos de resolução
7.2 Estudos de caso de problemas de Engenharia Química

8. Equações Diferenciais Ordinárias: Classificação

9. Equações Diferenciais Ordinárias: Problema de Valor Inicial:

9.1 Estabilidade.
9.2 Rigidez.
9.3 Métodos numéricos de resolução: métodos explícitos e implícitos.
9.4 Estudos de caso de problemas de Engenharia Química.

10. Estabilidade de Sistemas Dinâmicos:

10.1 Auto-valores.
10.2 Auto-vetores.
10.3 Plano de fase.
10.4 Exemplos e aplicações em Engenharia Química.

11. Equações Diferenciais Ordinárias: Problema de Valor de Contorno:

11.1 Métodos numéricos de resolução.
11.2 Estudos de caso de problemas de Engenharia Química.

12. Equações Diferenciais Parciais:

12.1 Solução numérica pelos métodos das diferenças finitas e/ou método das linhas.
12.2 Estudos de caso de problemas de Engenharia Química.

Bibliografia

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Burden, R. L. e Faires, J. D. Análise Numérica, Pioneira Thomson Learning, São Paulo, 2003.

Denn, M. Process Modelling, Longman Sci. Tech., London, 1986.

Kahaner, D., Moller, C., Nash, S. Numerical Methods and Software, Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1989.

Pinto, J. C. e Lage, P. L. C. Métodos Numéricos em Engenharia Química, Série Escola Piloto de Engenharia Química, COPPE/UFRJ, E-papers, Rio de Janeiro, 2001.

Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P. Numerical Recipes in C - The Art of Scientific Computing, Second Edition, Cambridge University Press, New York, 1992.

Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P. Numerical Recipes in Fortran 77 - The Art of Scientific Computing, Second Edition, Volume 1 of Fortran Numerical Recipes, Cambridge University Press, New York, 1992.

Press, W. H.; Teukolsky, S. A.; Vetterling, W. T.; Flannery, B. P. Numerical Recipes in Fortran 90 - The Art of Scientific Computing, Second Edition, Volume 2 of Fortran Numerical Recipes, Cambridge University Press, New York, 1992.

Rice, R. G. e Do, D. D. Applied Mathematics and Modeling for Chemical Engineers, John Wiley, New York, 1995.

Áreas de pesquisa
AP1 - Sistemas Particulados
AP2 - Reatores Químicos Heterogêneos e Catálise
AP3 - Engenharia Bioquímica
AP4 - Controle Ambiental
AP5 - Simulação e Controle de Processos Químicos
AP6 - Termodinâmica e processos de separação