Instituto Militar de Engenharia
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Ementas das Disciplinas
EM 222300 - AERODINÂMICA DE MÍSSEIS E FOGUETES - 3 créditos - 45 h
Ementa:
1. Introdução dos Conceitos e Definições: Introdução. Sistemas de mísseis e foguetes. 2. Subsistemas de Mísseis e Foguetes: Guiamento. Aerodinâmica. Propulsão. Dinâmica e estruturas. Sistemas Inerciais e Não Inerciais. 4. Eficiência Tática:- Condições de eficiência; Eficiência dos projetis de fragmentação; Ação dos estilhaços; Ação dos projetis sobre materiais; Perfuração de blindagem. 5. Ação dos Estilhaços dos Projéteis Alto Explosivos sobre Pessoal. 6. Efeito da Munição de Carga Oca. Formulações e análise. 7. Efeito da Munição de Energia Cinética: Formulações e análise.
Bibliografia:
1. Anderson, J.D., Jr., Fundamentals of aerodynamics, McGraw-Hill, New York, 1985;
2. FLEEMAN, E. Tatical Missile Design AIAA, 2006;
3. MENDENHALL; M. R Tactical Missile Aerodynamics: Prediction Methodology AIAA, 1992;
4. GENSEN, G. E. Tatical Missile Propulsion AIAA, 1996;
5. CARLEONE, J. Tatical Missile Warheads AIAA, 1993;
6. EICHBLATT JR, E. J. Test and Evaluation of the Tatical Missile AIAA, 1989;
7. SUTTON, G. P Rocket Propulsion Elements John Wiley, 1986;
8. LOCKE, A. S. et al. Principles of Guided Missile Design - Guidance D. Van Nostrand, 1957;
9. BONNEY, E. A. et al. Principles of Guided Missile Design - Aerodynamics, Propulsion Structures and Design Practice D. Van Nostrand, 1956.
EM 211500 - ANÁLISE DE ESTRUTURAS - 3 créditos - 45 h
EM 211500 - ANÁLISE DE ESTRUTURAS - 3 créditos - 45 h
Ementa
Equações fundamentais da mecânica dos sólidos: Princípios da conservação da quantidade de movimento linear e angular; Relações cinemáticas; Relações constitutivas; Princípio da conservação de energia; Teoria da elasticidade linear; Princípios de energia e métodos variacionais. Análise matricial de estruturas. Método dos elementos finitos (MEF): Estado plano de tensões; Estado plano de deformações; Estado axissimétrico; Estado triaxial de tensões. Análise estrutural de membranas, vigas, placas e cascas pelo MEF (elementos estruturais). Dinâmica de estruturas através da análise modal. Instabilidade estrutural.
Bibliografia
TAUCHERT, Theodore R. Energy principles in structural mechanics. Malabar, Fla.: R.E. Krieger Pub. Co., 1981.
EM 211500 - ANÁLISE MATEMÁTICA DA ESTABILIAZAÇÃO DE ESTRUTURAS MECÂNICAS - 3 créditos - 45 h
EM 211500 - ANÁLISE DE ESTRUTURAS - 3 créditos - 45 h
Ementa
Sistema dinâmicos dissipativos; Dissipação interna, dissipação localizada e dissipação na fronteira; Modelos Elásticos, termo-elásticos e magneto-elásticos; Estabilização de Placas; Modelos de Kirchhoff e de Mindlin-Timoshenko.
Bibliografia
1. Komornik, V.: Exact Controllability and Stabilization. The Multiplier Method. Masson, Paris (1994);
2. Lagnese, J.E.: Boundary Stabilization of Thin Plates. SIAM Studies in Applied Mathematics. SIAM, Philadelphia (1989); e
3. Lagnese, J.E., Lions, J.-L.: Modelling, Analysis and Control of Thin Plates. Masson, Paris (1988).
EM 25XXXX - BLINDAGENS BALÍSTICAS - 3 créditos - 45 h
Ementa
Balística terminal. Teorias de penetração: metal, concreto, cerâmicos e compósitos. Física do choque. Efeitos de explosivos. Impactos a altas velocidades. Efeitos de Cargas ocas.
Bibliografia
1. CARLUCCI, Donald E.; JACOBSON, Sidney S. BALLISTICS: THEORY AND DESIGN OF GUNS AND AMMUNITION. Boca Raton [flórida]: CRC, 2008. xv, 496p;
2. ZUKAS, J. A., NICHOLAS, T., SWIFT, H. F., GRESZCZUK, L. B. e CURRAN, D. R.. IMPACT DYNAMICS. New York 1982. 452 p; e
3. ZUKAS, Jonas A.. INTRODUCTION TO HYDROCODES. Baltimore Elsevier, 2004.
EM 254300 - CINEMÁTICA AVANÇADA DE ROBÔS INDUSTRIAIS - 3 créditos - 45 h
Ementa:
Conceitos fundamentais, tipos e configurações de robôs manipuladores. Fundamentos da Teoria dos Helicoides. Cinemática: o método dos deslocamentos dos helicoides sucessivos. Cinemática diferencial: o Jacobiano Baseado em Helicoides. Fundamentos para Cooperação de Robôs Industriais: o Jacobiano de Cooperação Baseado em Helicoides. Modelagem e Simulação utilizando Teoria dos Helicoides e Grafos. Procedimentos de Segurança, Programação on-line e off-line, e Operação de robô manipulador.
BIBLIOGRAFIA
1. B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo. Robotics: modelling, planning and control. Springer, 2009;
2. L. W. Tsai. Robot Analysis – The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators. John Wiley and Sons, 1999;
3. S. Y. Nof. Handbook of Industrial Robotics. John Wiley and Sons, 1999;
4. J.K. Davidson, K. H. Hunt. Robots and screw theory: applications of kinematics and statics to robotics. Oxford University Press, 2004;
5. J. J. Craig. Introduction to Robotics – Mechanics and Control. Addison Wesley Publishing Company,1986; e
6. M. W. Spong, M. Vidyasagar. Robot Dynamics and Control. John Wiley and Sons, 1989.
7. B. Siciliano, O. Khatib. Handbook of Robotics. Springer, 2008.
EM 252200 - COMBUSTÃO - 3 créditos - 45 h
Ementa:
Introdução histórica, Cinética de Reações Químicas, Combustão Pré-Misturada Laminar, Combustão Difusiva Laminar, Estrutura de Jatos Laminares Inertes e Reativos, Vaporização e Combustão de Gotas.
Bibliografia:
1. K.K. Kuo, Principles of Combustion, Wiley, 1986. 2. I. Glassman, Combustion (3a. Ed), Academic Press, 1996. 3. F.A. Willians, Combustion Theory, Addison Wesley, 1985.
EM 220401 - CONDUÇÃO DE CALOR - 3 créditos - 45 h
Ementa:
Fundamentos da termodinâmica e da transferência de calor: leis básicas. Equação geral da condução de calor. Funções ortogonais, series de Fourier e de Bessel. Transformadas de Fourier e de Laplace. Regime permanente. Sistemas unidimensionais. Superfícies estendidas - Aletas. Sistemas Bi e Tridimensionais. Sistemas com fonte de calor. Sistemas porosos. Regime transiente. Aquecimento e resfriamento. Condições de contorno transientes. Fontes estacionarias e móveis. Soluções numéricas. Regime permanente e transitório. Equações analógicas.
Bibliografia:
M.N. Ozisik, Heat Conduction, Wiley Interscience, 1980. V.S. ARPACI, Conduction Heat Transfer, Addison-Wesley, 1966. Gebhart, B., Heat Conduction and Mass Diffusion, McGraw-Hill, 1993. Boyce,W.E. e Diprima,R.C., Equações Diferenciais Elementares e Problemas de Valores de Contorno, LTC, 1986.
EM 2XXXXX - CONTROLE - 3 créditos - 45 h
EMENTA
Linearização de equações diferenciais ordinárias não lineares. Funções de transferência. Controle em malha aberta e controle em malha fechada. Respostas de sistemas lineares. Especificação da resposta transitória de sistemas lineares de segunda ordem por meio do tempo de subida, tempo de pico, máximo sobressinal e tempo de acomodação. Erro em regime permanente em sistemas lineares sujeitos a diferentes entradas. Estabilidade de sistemas lineares. Controladores PID. Critério de Ziegler-Nichols para a obtenção dos ganhos do controlador PID. Problemas reais no controlador PID e soluções para minimizar seus efeitos. Controladores por atraso de fase e avanço de fase. Projeto de controladores clássicos por meio do lugar das raízes. Representação de funções de transferência no diagrama de bode. Propriedades da função resposta em frequência. Projeto de controladores por meio da função resposta em frequência. Variáveis de estado. Linearização de equações não lineares escritas com variáveis de estado. Correlação entre funções de transferência e equações de estado. Controlabilidade e observabilidade. Sistemas reguladores. Servossistemas. Projeto por alocação de pólos. Equação de Ricatti. Controladores LQR. Observadores de estado de ordem plena. Observadores de estado de ordem reduzida.
BIBLIOGRAFIA
- OGATA, A. Engenharia de Controle Moderno 5ª edição. Pearson, 2015.
- FRANKLIN,P.E. Feedback control of dynamical systems 4th Edition. Prentice-Hall, 1994
EM 220500 - CONVECÇÃO - 3 créditos - 45 h
Ementa:
Introdução e conceitos gerais. Estudo das equações básicas. Escoamentos paralelos. Escoamentos de camada limite. Transformação similar. Convecção periódica. Introdução aos métodos computacionais mais aplicados a convecção. Turbulência no estudo da convecção. Aplicações.
Bibliografia:
1. Burmeister, L.C. - Convective Heat Transfer, Wiley, 1993. 2. W.M. Kays e Crawford, M.E. - Convective Heat and Mass Transfer, McGraw Hill, 1980 3. Kakac,S., Shah, R.K e Aung, W. - Handbook of Single-Phase Convective Heat Transfer, Wiley, 1987
EM 220700 - DIFUSÃO DE CALOR E MASSA - 3 créditos - 45 h
Ementa:
Revisão das equações básicas. Classificação dos problemas de difusão. Soluções gerais dos problemas de classe I,II e III. Problemas de autovalor referentes as classes I, II e III. Outras classes de problemas. Aplicações. Introdução a técnica da transformada integral generalizada.
Bibliografia:
1. Mikhailov M.D. e Ozisik M.N. - Unified Analysis of Heat and Mass Diffusion, Dover, 1984. 2. Cotta R.M. - Integral Transforms in Computational Heat and Fluid Flow, CRC, 1993. 3. Cotta R.M. - The Integral Transform Method in Thermal and Fluids Science and Engineering, Begell House, 1998.
EM 212300 - DINÂMICA - 3 créditos - 45 h
Ementa
Movimento relativo: velocidade e aceleração nos sistemas móveis. Dinâmica de uma e de varias partículas: sistemas conversativos, colisões. Equações de Lagrange: forcas coordenadas e generalizadas, trabalho virtual, multiplicador de Lagrange. Dinâmica de corpos rígidos. Equações de Euler. Resolução de sistemas de equações diferenciais. Integração
Bibliografia
1. SANTOS, Ilmar Ferreira. Dinâmica de sistemas mecânicos: modelagem, simulação, visualização, verificação. Makron, 2001.
2. GREENWOOD, Donald T. Classical dynamics. Courier Corporation, 1997.
3. HAUG, Edward J. Computer aided kinematics and dynamics of mechanical systems. Boston: Allyn and Bacon, 1989.
4. Crandall S H, Karnop D,Kurtz E F,Pridmore-Brown D C, Dynamics of Mechanical and Eletromechanical systems, McGraw-Hill,1968
5. Goldstein H, Classical Mechanics,Addison-Wesley,1950
6. Fox,E A, Mechanics, Harper and Row, 1967 5. Junkins,Youdam, Introduction to Dynamics and Control of Flexible Structures,AIAA,1993.
EM 222100 - DINÂMICA DE FLUIDOS - 3 créditos - 45 h
Ementa:
Equações da continuidade, da quantidade de movimento e da energia, aplicações. Escoamentos irrotacional, incompressível e inviscido. Escoamento laminar e turbulento.
Bibliografia:
1. Currie, I. G. - Fundamental Mechanics of Fluids (2a. Ed), 1993. 2. White, F.M. - Viscous Fluid Flow (2a. Ed.) , McGraw Hill, 1991 3. Bachelor, G.K. - An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge, 1967. 4. Cebeci, T. e Bradshaw, P. - Momemtum Transfer in Boundary Layers, Hemisphere, 1977.
EM 244400 - DINÂMICA DE VEÍCULOS MILITARES - 3 créditos - 45 h
Ementa:
1. Fluxo de potência – organização do veículo em blocos 2. Modelos lineares – dinâmica vertical (ride, bounce, pitch): ¼ de veículo, ½ veículo 3. Modelo linear 3D, 7GDL, com e sem barra anti?rolagem, com suspensão independente e com eixo rígido 4. Modelo plano – dinâmica lateral: modelo bicicleta e modelo plano com 4 pneus, análise de esterçamento (subesterçante, sobresterçante e neutro) 5. Geometria da suspensão – modelo plano por variáveis de potência 6. Usar modelo de motocicleta – suspensão “plana” 7. Análise da aceleração e frenagem
Bibliografia:
1. GILLESPIE, D. T., Fundamentals Of Vehicle Dynamics, SAE, 1992
2. JAZAR, R. N., Vehicle Dynamics – Theory and Application, Springer, 2008
3. REIMPELL, J., STOLL, H., BETZLER, J. W., The Automotive Chassis - Engineering Principles, 2nd ed., SAE, 2001
EM 2XXXXX - DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL - 3 créditos - 45 h
Métodos de discretização. Equação de difusão e de conveccão-difusão. Métodos de solução de sistemas de equações: métodos diretos (eliminação de Gauss, decomposição lu). Métodos iterativos (Gauss Seidel, Sor, Adi, TDMA linha por linha, MSIP, Gradiente Conjugado, Multigrid). Regime permanente e transiente (métodos explícitos e implícitos). Acoplamento velocidade-pressão: variáveis primitivas, função corrente-vorticidade, etc. Coordenadas curvilíneas não-ortogonais: geração de malha e discretização.
1. S. V. Patankar, ``Numerical Heat Transfer and Fluid Flow,'' McGraw Hill, 1980.
2. P. J. Roache, ``Computation Fluid Dynamics,'' Hermosa Publisers, 1982.
3. D. A. Anderson, J. C. Tannehill, R. H. Pletcher,``Computation Fluid Dynamics and
Heat Transfer,'' 1984.
4. S. V. Patankar, ``Computation of Conduction and Duct FLow Heat Transfer,''
Innovative Research, 1991.
5. J. D. Anderson , “Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications,
McGraw-Hill, New York, 1995
6. C. Maliska, “Transferência de Calor e Mecânica dos Fluidos Computacional,'' Editora Afiliada, 2ª. ed. 2004.
EM 219300- ELEMENTOS FINITOS - 3 créditos - 45 h
Ementa
O método dos elementos finitos. Funções de interpolação. Elementos isoparamétricos. Aplicações em elasticidade. Dinâmica de estruturas. Condução de calor e mecânica dos fluídos. Técnicas numéricas especiais. Organização e implementação de programas
Bibliografia
1. CASTRO SOBRINHO, Antonio da Silva. Introdução ao método dos elementos finitos. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2006.
2. Bathe, K.-J., 2006. Finite element procedures. Bathe, Boston, Mass.
EM 222501 - INTRODUÇÃO A FENÔMENOS BALÍSTICOS - 3 créditos - 45 h
Ementa
1.Introdução. 2. Balística Interna: Conceito. 2.Termodinâmica aplicada. 3.Combustão. 4.Modelagem matemática e métodos empíricos e semi-empíricos. 5.Balística interna aplicada a armamento leve e pesado. 6.Balística interna de motores de foguete. 7.Técnicas experimentais e computacionais em balística interna. 8. Balística Externa: Conceito. 9. Balística no vácuo: conceitos e definções:- Elementos da trajetória. Conceitos e definições. Nomenclatura militar. Equações da Balística no vácuo. Soluções analíticas e aproximadas. Exercícios práticos. 10. Balística externa atmosférica:- A atmosfera padrão. Sustentação e arrasto. Definições. Efeitos na trajetória. A resistência do ar. Métodos de determinação da resistência do ar. Sistemas de referência. Momentos aerodinâmicos. Coeficientes aerodinâmicos. Determinação de trajetórias. Tabelas de tiro. 11. Princípios de estabilidade aerodinâmica:- Rotações e eixos. Efeito giroscópico. Estabilidade: por rotação e por empena. Conceitos básicos de estabilidade estática e dinâmica. 12. Utilização de programas de computador na balística externa:- Programas utilizados em balística externa. 13. Técnicas experimentais em balística externa:- Equipamentos de medição em balística externa. Medição de velocidade inicial.
Bibliografia
1. CARLUCCI,D.E., JACOBSON, S.S. Ballistics: Theory and Design of Guns and Ammunition CRC Press, 2007;
2. FARRAR, C.L. Millitary Ballistics - A Basic Manual (Battlefield Weapons Systems and Technology) 1st Ed. Elsevier Science Ltd, 1983;
3. McCOY, R. L. Modern Exterior Ballistics - The Launch and Flight Dynamics of Symmetric Projectiles USA: Schiffer Publishing, 1999
EM 201801 - INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO CIENTÍFICA - 3 créditos - 45 h
Ementa:
Introdução à arquitetura de computadores com foco nas consequências sobre decisões na elaboração de códigos. Lógica de programação e algoritmos. Representação de algoritmos. Tipos de dados. Operadores lógicos, relacionais e aritméticos. Algoritmos sequenciais e comandos de entrada e saída de dados com estruturas de seleção e repetição. Crítica, consistência e modularização de código. Sistemas numéricos e erros. Soluções de equações não lineares. Interpolação, aproximação e integração numéricas. Matrizes e sistemas de equações lineares. Sistemas de equações não lineares. Solução numérica de equações diferenciais ordinárias (Problemas de Valor Inicial e Problemas de Valor de Contorno).
Bibliografia:
Ruggiero, Marcia A. G. e Lopes, Vera Lucia da R. (1996), "Cálculo numérico: aspectos teóricos e computacionais", Edição 2, Editora Makron Books do Brasil, ISBN 8534602042, 9788534602044.
"Computação Científica em Linguagem C: Um Livro Colaborativo", disponível em https://www.ufrgs.br/reamat/ComputacaoCientifica/livro/main.html.
"Cálculo Numérico: Um Livro Colaborativo - Versão Octave", disponível em https://www.ufrgs.br/reamat/CalculoNumerico/livro-oct/main.html
EM 254200 - INTRODUÇÃO À ROBÓTICA INDUSTRIAL - 3 créditos - 45 h
Ementa:
Conceitos fundamentais, tipos e configurações de robôs manipuladores. Cinemática Direta e Inversa. Cinemática Diferencial Direta e Inversa. Estática. Dinâmica. Planejamento de trajetórias. Procedimentos de Segurança, Programação, Simulação e Operação de robô manipulador.
Bibliografia:
1. B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo. Robotics: modelling, planning and control. Springer, 2009. 2. L. W. Tsai. Robot Analysis – The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators. John Wiley and Sons, 1999. 3. S. Y. Nof. Handbook of Industrial Robotics. John Wiley and Sons, 1999. 4. J.K. Davidson, K. H. Hunt. Robots and screw theory: applications of kinematics and statics to robotics. Oxford University Press, 2004. 5. J. J. Craig. Introduction to Robotics – Mechanics and Control. Addison Wesley Publishing Company,1986. 6. M. W. Spong, M. Vidyasagar. Robot Dynamics and Control. John Wiley and Sons, 1989. 7. B. Siciliano, O. Khatib. Handbook of Robotics. Springer, 2008.
EM 252400 - MATEMÁTICA APLICADA À ENGENHARIA MECÂNICA
Ementa:
- Equações diferenciais ordinárias e aplicações à Engenharia Mecânica
- Análise de Fourier
- Equações diferenciais parciais e aplicações à Engenharia Mecânica
- Cálculo variacional.
Bibliografia:
1) Boyce, W. E., Di Prima, R. C.; Equações Diferenciais Elementares e Problemas de Valores de Contorno. LTC, Rio de Janeiro, 2018.
2) Kreyszig, E.; Advanced Engineering Mathematics. John Wiley & Sons, New York, 1988.
3) Figueiredo, D. G. Análise de Fourier e Equações diferenciais Parciais.
Projeto Euclides - IMPA, Rio de Janeiro, 2003.
4) A First Course in Partial Differential Equations: With Complex Variables
and Transform Methods. Dover Publications, New York, 1965.
5) Sobolev, S. L.; Partial Differential Equations of Mathematical Physics.
Dover Publications, New York, 1964.
EM 219500 - MÉTODOS NUMÉRICOS EM FENÔMENOS DE TRANSPORTE
Ementa:
Classificação de equações diferenciais parciais. Introdução a discretização de equações diferenciais parciais. Discretização de equações governantes do escoamento de fluidos com transferencia de calor e massa. Geração de malha. Aplicações computacionais.
Bibliografia:
1. Computational Fluid Mechanics and Heat Transfer (2. Ed.), J.C. Tannehill, D.A. Anderson, R.H. Pletcher, Taylor&Francis, 1997. 2. Computational Fluid Dynamics, P.J. Roache, Hermosa, 1985. 3. Numerical Heat Transfer and Fluid Flow, S.V. Patankar, Taylor&Francis, 1980.
EM 253800 - MODELAGEM DE VEÍCULOS
Ementa:
1. REFERENCIAIS ISO E SAE, SISTEMAS DE COORDENADAS. 2. FLUXO DE POTÊNCIA - ORGANIZAÇÃO DO VEÍCULO EM BLOCOS. 3. MODELOS LINEARES - DE 1/4 E 1/2 DE VEÍCULO, DINÂMICA LONGITUDINAL E LATERAL. 4. MODELOS DE VEÍCULOS COM MAIS DE 7 GRAUS DE LIBERDADE. 5. MODELOS DE SUSPENSÃO COM GEOMETRIA. 6. MODELOS COM SUSPENSÃO E DIREÇÃO ACOPLADOS. 7. MODELOS DE VEÍCULOS COM LAGARTAS.
Bibliografia:
1. GILLESPIE, D. T., FUNDAMENTALS OF VEHICLE DYNAMICS, SAE, 1992. 2. JAZAR, R. N., VEHICLE DYNAMICS- THEORY AND APPLICATIONS, SPRINGER, 2008. 3. REIMPELL, J., STOLL, H. BETZLER, J. W., THE AUTOMOTIVE CHASSIS - ENGINEERING PRINCIPLES, 2ND ED., SAE, 2001. 4. WONG, J.Y., TERRAMECHANICS AND OFF-ROAD VEICLE ENGINEERING, 2ND ED., ELSEVIER, 2010. 5. WONG, J. Y., THEORY OF GROUND VEHICLES, 4TH ED., WILLEY, 2008.
EM 2XXXXX - MOTORES DE VEÍCULOS MILITARES
Ementa
Características de motores para aplicação militar. Sistemas de Arrefecimento de Motores de Veículos Militares. Transmissão de calor e variações dos ciclos termodinâmicos padrões nos motores para aplicações militares. Determinação e estimativa das fontes de calor. Requisitos de arrefecimento do motor e da transmissão de veículos militares. Dispositivos de troca de calor em motores de uso militar. Emissões. Avaliação e testes de interferência eletromagnética. Princípios do uso de multicombustíveis para aplicação militar.
Bibliografia
AMCP 706-361-Engenering Design Handbook – Military Vehicle Power plant Cooling, US Army Material Command 1975
EM 2XXXXX - ONDAS DE CHOQUE E DETONAÇÃO
Ementa
Ondas de choque. Equações de estado. Forma diferencial das equações de conservação. Atenuação, interação e reflexão de ondas de choque. Detonação de explosivos. Interação metal-explosivo.
Bibliografia
1. LINDHOLM, U.S. MECHANICAL BEHAVIOR OF MATERIALS UNDER DYNAMIC LOADS. New York: Springer-Verlag, 1968. 419 p;
2. COOPER, Paul W.. EXPLOSIVES ENGINEERING. New York, Wiley-VCH, 1997. 460p;
3. MEYERS, Marc A.. DYNAMIC BEHAVIOR OF MATERIALS. John Wiley & Sons, Inc., 1994; e
4. ZEL’DOVICH, Ya. B. e RAIZER, Yu. P.. PHYSICS OF SHOCK WAVES AND HIGH-TEMPERATURE HYDRODYNAMICS PHENOMENAN. Mineola, New York: Dover Publications, Inc.
EM 212000 - OTIMIZAÇÃO
Ementa:
Formulação dos problemas de otimização, função objetivo e variáveis de projeto. Minimização sem restrições, métodos de ordem zero, métodos baseados no gradiente e métodos de métrica variável. Problemas com restrições de igualdade e desigualdade. Função penalidade interior e exterior. Métodos diretos para a solução dos problemas com restrições. Progamação linear e método SIMPLEX. Aplicações.
Bibliografia:
Singiresu S. Rao, Engineering Optimization: Theory and Practice, 4th Edition, Wiley, 2009, ISBN: 978-0-470-18352-6 Kamran Iqbal, Fundamental Engineering Optimization Methods,1st Edition, Bookboon, 2013, ISBN: 978-87-403-0489-3 A. Ravindran, K. M. Ragsdell, G. V. Reklaitis, Engineering Optimization: methods and applications, 1nd Edition, John Wiley & Sons, 2006, ISBN-13: 978-0471558149 HAFTKA, R.T.; GURDAL, Z.. Elements of structural optimization. 3rd Edition, Springer, 1992, ISBN-13: 978-0792315049
EM 213301 - PROBLEMAS INVERSOS
Ementa:
Conceitos básicos. Problemas mal-postos. Análise de Sensibilidade. Estimativa de Parâmetros. Método de Newton-Gauss. Método de Levenberg Marquardt. Abordagem Bayesiana: Monte Carlo via Cadeia de Markov (MCMC) e Filtro de Partículas com amostragem por importância (SIR).
Bibliografia:
1. OZISIK, N., ORLANDE, H. R. B. Inverse Heat Transfer: Fundamentals and Applications. Taylor and Francis, New York, 2000.
2. KAIPIO, J., SOMERSALO, E. Statistical and Computational Inverse Problems. Springer, 2004.
3. TAN, S. M., FOX, C., NICHOLS, G. K. Inverse Problems, Course Notes for Physics 707, University of Auckland.
4. ORLANDE, H. R. B. Inverse Problems in Heat Transfer: New Trends on Solution Methodologies and Applications. Journal of Heat Transfer MARCH 2012, Vol. 134, pp. 031011-1/031011-13, 2012.
5. KAIPIO, J. P., FOX C. The Bayesian Framework for Inverse Problems in Heat Transfer. Heat Transfer Engineering, Vol. 32(9), pp. 718–753, 2011.
EM 253200 - PROPAGAÇÃO DE ONDAS EM MEIOS SÓLIDOS
Ementa
Deformações estáticas e dinâmicas. Equação da onda. Ondas elásticas. Ondas plásticas.
Bibliografia
1. MEYERS, Marc A.. DYNAMIC BEHAVIOR OF MATERIALS. John Wiley & Sons, Inc., 1994;
2. RINEHART, J. S.. STRESS TRANSIENT IN SOLIDS, Santa Fé, New Mexico, Hyperdynamics, 1975
EM 220600 - RADIAÇÃO TÉRMICA
Ementa:
Conceitos fundamentais. Corpos negros e cinzentos. Emissão, absorção, reflexão e transmissão. Propriedades espectrais. Leis de Planck, Wein, Stefen-Boltzmann e Kirchoff. Emissão e reflexão por superfícies difusas. Fatores de forma para troca difusa. Superfícies com reflexão especular. Radiação através de meios que absorvem, emitem e dispersam radiação. Radiação combinada com convecção e condução. Radiação solar, terrestre e atmosférica. Radiação de fases, vapores e chamas.
Bibliografia:
Radiative Heat Transfer, M. F. Modest, McGraw-Hill, 1993; Thermal Radiation Heat Transfer, R. Siegel e J. R. Howell, Hemisphere, 1992.
EM 2XXXXX - SISTEMAS DE PROPULSÃO
Ementa
Características gerais dos Sistemas de Propulsão Veiculares. Parâmetros de operação de diferentes tipos de Motores de Combustão Interna e de Motores Elétricos. Economia de combustível e emissões. Escolha de configuração e dimensionamento dos sistemas de propulsão de veículos híbridos. Curvas de motores e Mapa de desempenho. Seleção das relações de marcha. Critérios para estabelecer as relações de marcha. Matching entre motor e transmissão. Projeto e dimensionamento de acoplamentos, caixa de câmbio, diferenciais e árvore de transmissão.
Bibliografia
1. LECHNER, G., NAUNHEIMER, H., Automotive Transmissions – Fundamentals, Selection, Design and Application, Springer, 1999 (UD I, II, III, IV).
2. JAZAR, R. (2008). Vehicle Dynamics - Theory and Application, Springer, 2008 (UD III, VIII)
3. WONG, J. Y., Theory Of Ground Vehicles (UD II, VII)
4. STOKES, A., Manual Gearbox Design, Oxford Butterworth Heinemann 1992 (UD IV, V)
5. SHIGLEY, J. E.; MISCHKE, C. R.. Projeto de Engenharia Mecânica. 7.ed. Porto Alegre Bookman 2005 (UD IV)
EHSANI, M., GAO, Y., EMADI, A. (2010). Modern Electric Hybrid Electric and Fuel Cell Vehicles 2nd ed, 2010.
EM 210100 - TEORIA DA ELASTICIDADE
EMENTA
Formulação do problema elástico. Unicidade da solução e o principio da superposição. O estado plano de tensões e deformações em coordenadas cartesianas e polares. Torção de peças cilíndricas. Flexão de vigas. Tensões assimétricas. Soluções com o uso de potenciais. Propagação de ondas.
Bibliografia
1. TIMOSHENKO, Stephen. Theory of elasticity. [S.l: s.n.], 2010.
2. TIMOSHENKO, Stepan P.; GOODIER, James N. Theory of elasticity. 3. ed, [Nachdr.]...2004 ed. Auckland: McGraw-Hill, 2004. (Engineering societies monographs).
EM 400100 - TERMODINÂMICA
Ementa:
Sistemas. Propriedades sos sistemas. Calor. Trabalho. Sistemas não PVA. Primeira lei da termodinâmica. Volumes de controle acelerados. Vários enunciados da segunda lei de termodinâmica. Reversabilidade e irreversibilidade. Entropia. Disponibilidade de energia. Perda de disponibilidade de energia . Aplicações. Terceira lei da termodinâmica. Derivadas parciais na termodinâmica. Gases reais. Propriedades tabeladas. Termodinâmica química. Combustão.
Bibliografia:
Equilibrium Thermodynamics, C. J. Adkins, Cambridge University Press, 1983.
EM 2XXXXX - TRAFEGABILIDADE
EMENTA
Tipos de solo. Interação veículo-terreno. Índice de cone e Índice de Mobilidade para veículos sobre rodas e sobre lagartas. Tipos de solo e modelos matemáticos para as relações entre pressão sobre o solo e afundamento. Relação tensão de cisalhamento por deslocamento de cisalhamento. Análise de desempenho de veículos sobre lagartas e sobre rodas. Força de tração e força de resistência à compactação do solo. PNEUS: Tipos de pneus. Pneus diagonais, radias e “QT”. Referencial do pneu (SAE). Rigidezes lateral, longitudinal e vertical de um pneu. Raio indeformado, raio estático sob carga e raio dinâmico. Circunferência de rolamento. Modelos matemáticos de Julien e de Pacejka (Fórmula Mágica).
BIBLIOGRAFIA
1. BEKKER, M.G. Theory of land locomotion: Mechanics of vehicle mobility. Ann Arbor: University of Michigan Press, 1962.
2. WONG, J. Y., (2010). Terramechanics and Off Road Vehicle Engineering, 2nd ed.
3. BEKKER, M.G. Introduction to terrain-vehicle systems: the terrain: The vehicle. Michigan: Univertsity, 1969.
4. LECHNER, G., NAUNHEIMER, H., Automotive Transmissions – Fundamentals, Selection, Design and Application, Springer, 1999 (UD I, II, III, IV).
5. JAZAR, R. (2008). Vehicle Dynamics - Theory and Application, Springer, 2008 (UD III, VIII)
6. WONG, J. Y., Theory Of Ground Vehicles (UD II, VII)
EM 251200 - TURBULÊNCIA
Ementa:
Fundamentos da turbulência. Métodos assintóticos. Modelos algébricos e diferenciais. A simulação das grandes escalas. Métodos numéricos aplicados a turbulência. Métodos experimentais aplicados à turbulência.
Bibliografia
1. Batchelor, G. K. 1953. The theory of homogeneus turbulence. Cambridge University Press, Cambridge.
2. Launder, B. e Sandhanm, N., 2002. Closure Strategies for Turbulent and Transitional Flows, Cambridge University Press.
3. Lesieur, M., 1995, Turbulence in Fluids, Kluwer Academic Publishers, London.
4. Pope, S. B. 2000. Turbulent Flows, Cambridge University Press
5. Sagaut, P. 2002. Large Eddy Simulation for Incompressible Flows, An Introduction, 2nd. edition, Springer.
6. Schlichting, H., 1968, Boundary-Layer Theory, McGraw-Hill, Inc.
EM 2XXXXX - VEÍCULOS MILITARES AUTÔNOMOS
EMENTA
Classificação dos veículos autônomos. Grau de autonomia. Avaliação do cenário e situações de risco. Predição do caminho. Priorização da trajetória frente às ameaças no teatro de operações. Identificação e priorização de alvos. Sensores analógicos empregados em veículos autônomos. Sensores digitais empregados em veículos autônomos. Emprego de controladores clássicos e por espaço de estado analógicos em sistemas veiculares autônomos. Emprego de controladores clássicos e por espaço de estado digitais em sistemas veiculares autônomos. Observadores digitais e analógicos. Filtros digitais e analógicos. Fusão de sensores embarcados. Conversão analógico-digital e digital-analógico. Controladores de lógica fuzzy. Controladores por rede neurais. Controle por algoritmo genético.
Sensores analógicos empregados em veículos autônomos. Sensores digitais empregados em veículos autônomos. Emprego de controladores clássicos e por espaço de estado analógicos em sistemas veiculares autônomos. Emprego de controladores clássicos e por espaço de estado digitais em sistemas veiculares autônomos. Observadores digitais e analógicos. Filtros digitais e analógicos. Fusão de sensores embarcados. Conversão analógico-digital e digital-analógico. Controladores de lógica fuzzy. Controladores por rede neurais. Controle por algoritmo genético.
BIBLIOGRAFIA
1. OGATA, A., Engenharia de Controle Moderno 5ª Ed., Pearson, 2015; 2. OGATA, A., Discrete Time Control Systems, 2nd Ed., Prentice Hall, 1995; 3. FRANKLIN,P. E., Feedback control of dynamical systems 4th Ed., Prentice-Hall, 1994; 4. BALBINOT, A., BRUSAMARELLO V.J ., Instrumentação e Fundamentos de Medidas Vol I e Vol II, 2a Ed., LTC, 2016; 5 ÖZGÜNER, Ü., ACARMAN, T., REDMILL, K. A., Autonomous Ground Vehicles, Artech House, 2001; 6. SCHAUB, A., Robust Perception from Optical Sensors for Reactive Behaviors in Autonomous Robotic Vehicles, Dissertation Technische Universität München, Springer Verlag, 2017; 7. FOSSEN, T. I., PETTERSEN, K. Y., NIJMEIJER, H., Sensing and Control for Autonomous Vehicles: Applications to Land, Water and Air Vehicles, Springer, 2017.
EM 212700 - VIBRAÇÕES
Ementa:
Cinemática da vibração. Sistemas com um grau de liberdade: vibrações livres e forçadas, com e sem amortecimento, isolamento de vibrações. Sistemas com vários graus de liberdade: vibrações livres e forcadas com e sem amortecimento; absorvedor dinâmico de vibrações. Sistemas contínuos: equação da onda, vibrações de cordas, barras e vigas, métodos de Rayleigh, Stodola e Ritz.
Bibliografia:
1.BEARDS, C.F., "Engineering Vibration Analysis to Control Systems", Halsted Press, 1996. 2.CLOUGH, R.W. e PENZIEN, J., "Dynamics of Structures", McGraw Hill, 1975. 3.CRAIG, R.R., "Structural Dynamics", John Wiley, 1981. 4.DEN HARTOG, J.P., "Mechanical Vibrations", Dover Publications, 1985. 5.DIMAROGONAS, A.D. e HADDAD, S., "Vibration for Engineers", Prentice-Hall, 2000. 6.FERTIS, D.G., "Mechanical and Structural Vibrations", Johs Wiley & Sons, 1995. 7.INMAN, D.J., "Vibration with Control Measurement and Stability", Prentice Hall, 1989. 8.KELLY, S.G., "Fundamentals of Mechanical Vibration", McGraw Hill, 1993. 9.LALANNE, M., BERTHIEER, P. e HAGOPIAN, J.D., "Mechanical Vibrations for Engineers", John Wiley, 1983. 10.MEIROVITCH, L., "Analytical Methods in Vibration", MacMillan Company, 1967. 11.MEIROVITCH, L., "Elements of Vibration Analysis", McGraw Hill, 1986. 12.PAZ, M. "Structural Dynamics Theory and Computation", Van Nostrand Reinhold Company, 1985. 13.PRODONOFF, V., "Vibrações Mecânicas - Simulações e Análise", Maity Comunicação e Editora, 1990. 14.RAO, S.S. "Mechanical Vibrations", Addison-Wesley Publishing Co., 1990. 15.STEIDEL JR, R.F., "An Introduction to Mechanical Vibrations", John Wiley, 1979.