Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

EMENTA

A disciplina ELEMENTOS FINITOS (FEELT39001) tem como objetivo o estudo teórico e prático do Método dos Elementos Finitos aplicados à Engenharia Elétrica, com o estudo de dispositivos eletrostáticos e eletromagnéticos, com aplicações em conversão de energia. Estudos de dispositivos eletrostáticos e eletromagnéticos em CA e em CC. Aplicações de Elementos Finitos em dispositivos de conversão de energia, em máquinas elétricas, linhas de transmissão e proteção eletrostática contra descargas atmosféricas, entre outras. Esta disciplina será ministrada de acordo a Portaria do MEC de No. 544 de 16 de Junho de 2020 e de acordo com a Resolução do Congrad-UFU de No. 07 de 10/07/2020 para Atividades Acadêmicas Remotas.

JUSTIFICATIVA

A visualização do comportamento de dispositivos eletrostáticos e eletromagnéticos é parte importante dos sistemas elétricos de potência e em outras áreas da Engenharia Elétrica seu conhecimento permite determinar em detalhes o desempenho dos mesmos se não forem operados de forma adequada e dentro dos limites de sua capacidade. É nesta disciplina que os alunos adquirirão conhecimento básico das técnicas de visualização de desempenho e de obtenção de parâmetros dos dispositivos a determinar as suas condições de operação, e seus correspondentes ajustes, adequados a cada condição de funcionamento dos mesmos.

OBJETIVO

PROGRAMA

1 - O método dos Elementos Finitos aplicado á Engenharia Elétrica

Definição. A importância dos elementos finitos. Dispositivos de cálculo computacional - uma visão aproximada.

Etapas de Avaliação - Pré-Processamento, Processamento e Pós-Processamento.

2  - Programas utilizados em Elementos Finitos

Programas de domínio público - Programas comerciais - Vantagens e desvantagens dos diferentes programas existentes. Em que consiste o Pré-Processamento, o Processamento e o Pós-Processamento nos programas de Elementos Finitos?

3 - FEMM um programa de domínio público para Elementos Finitos em 2D

Definição do Problema: - Eletrostático - Eletromagnético - Corrente Elétrica - Temperatura. Fase de Pré-Processamento: desenho detalhado do problema em duas dimensões, definição das dimensões e materiais. Definição da malha em cada um dos materiais componentes.  Características dos diferentes tipos de ajustes de malha.

4 - FEMM - Pré-Processamento

A etapa de processamento é aquela que utiliza o software matemático tipo CAD para a definição de dimensões e materiais utilizados na solução do problema. Programa tipo CAD para definição da geometria e materiais  utilizados na solução dos problemas de elementos finitos. Exemplo.

5 - FEMM - Processamento

A etapa de processamento é aquela que utiliza softwares matemáticos para a solução do problema. Métodos Iterativos e Preditores-Corretores na solução dos problemas de elementos finitos. Exemplo.

6- FEMM - Pós-Processamento

Utilização de softwares para visualização da massa de resultados obtidas durante o processamento. Solução de problemas de eletrostática e eletromagnetismo. Exemplos.

7 - O programa LUA

 O LUA como script do FEMM. Execução de trabalhos utilizando linhas de código do programa LUA. O LUA-Edit - um programa para editar linhas de código no FEMM. Exemplos

8 - Interface do FEMM com o Octave

Utilização da interface do FEMM com o Octave para facilitar a execução de projetos de Eletromagnetismo, Eletrostática, Fenômenos de Corrente e Transmissão de Calor. Exemplos.

METODOLOGIA

Técnicas de ensino que serão utilizadas:

Técnicas de ensino remotas síncronas e assíncronas.

Utilização de sotware para ensino remoto de conexão síncrona, Microsoft Teams, Google Meet, Conferencia Web, Zoom e etc...

O OBS Studio ou qualquer outro software e recurso audiovisual para ensino assíncrono, de comum acordo entre docentes e o corpo discente.

Cronograma de desenvolvimento do conteúdo proposto:

1)       22/10 - O método dos elementos finitos e seus programas (2 aulas síncronas - 2 aulas assíncronas)

2)       28/10 e 29/10 - O programa FEMM (4 aulas síncronas - 4 aulas assíncronas)

3)       04/11 e 05/11 - Análise etromagnética utilizando o FEMM (4 aulas síncronas)

4)       11/11 e 12/11 - O Pré-processamento, o processamento, e o pós-processamento. (4 aulas síncronas -  8 aulas assíncronas)

5)       18/11 e 19/11 - O LUA Script (4 aulas síncronas - 4 aulas assíncronas)

6)       25/11 e 26/11 - O pré-processamento com o LUA Script (4 aulas síncronas - 4 aulas assíncronas)

7)       02/12 e 03/12 - O processamento com o LUA Script (4 aulas síncronas - 4 aulas assíncronas)

8)       09/12 e 10/12 - O pós-processamento com o LUA Script (2 aulas síncronas - 2 aulas assíncronas)

9)       16/12 e 17/12 - O trabalho final com o LUA Script (2 aulas síncronas - 2 aulas assíncronas)

10) Total: 30 aulas síncronas - 30 aulas assíncronas

AVALIAÇÃO

As avaliações serão feitas através de trabalhos (com consulta), ao longo do semestre em número aproximado de 4 (um a cada duas semanas de aula versando sobre o conteúdo anteriormente abordado na disciplina). O resultado final será obtido pela soma de todos os eventos que estão designados na tabela abaixo. A avaliação terá então a seguinte programação:

Primeiro trabalho: Terceira semana - Valor: 20 pontos.

Segundo trabalho: Quinta semana - Valor: 25 pontos.

Terceiro trabalho: Sétima semana - Valor: 25 pontos

Quarto trabalho: Nona semana - Valor : 30 pontos

Total: 100 pontos

BIBLIOGRAFIA

Básica

1- Manual “Finite Element Methods on Magnetics - Version 4.2 - User's Manual" D. Meeker – 2009

2- Finite Elements for Electrical Engineers - Peter P. Silvester; Ronald L. Ferrari, Cambridge University Press, 3a Edição, 1996.

3- Finite Element Analysis of Electrical Machines – S. J. Salon, Kluver Academic Publishers, 1^a Edição, 1995.

Complementar

1. Electromagnetic Modeling by Finite Element Methods; João Pedro A. Bastos e Nelson Sadowski, Marcel Dekker Inc., 2003.
2. The Finite Element Method in Electromagnetics; Jianming Jin, John Wiley, 3^a Edição, 2014.
3. The Finite Element Method on Magnetics; Kuczman, M & Ivanyi, A, Akademiai Kyadó, Budapeste.
4. Electromagetics and Calculation of Fields; N. Ida & J.P.A. Bastos, Springer, 1997.
5. Magnetism and Magnetic Materials; J.M.D. Coey, Cambridge University Press.
6. Electromagnetics for Electrical Machines; S.K. Mukerji, A.S. Khan, Y.P. Singh, Taylor & Francis, 2015.
7. Computer Aided Design of Electrical Machines; K.M. Vishnu Murthy, B. S. Publications, 2008.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

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Documento assinado eletronicamente por José Roberto Camacho, Professor(a) do Magistério Superior, em 29/09/2020, às 16:41, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

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A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 2290093 e o código CRC AD37A240.

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