Disciplina Curricular
Simulação dos Campos em Electrotecnia SCE
Diploma de Estudos Avançados em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - DEAEEC2006
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
O cálculo do campo electromagnético tem tido cada vez maior importância para o projecto, dimensionamento, simulação e optimização dos dispositivos da Engª Electrotécnica. O desenvolvimento da tecnologia dos materiais, a adopção de configurações não tradicionais, a diminuição das dimensões e dos custos acompanhado do aumento dos níveis energéticos e da rapidez de transmissão tem levado ao desenvolvimento de técnicas de computação cada vez mais rigorosas. O objectivo desta disciplina de doutoramento é o domínio dos métodos numéricos de cálculo do campo electromagnético com aplicação em: •linhas de transmissão de energia, transformadores e máquinas eléctricas; •linhas de transmissão de sinal, guias de onda das micro-ondas e ópticos, antenas; •simulação das propriedades electromagnéticas dos materiais; •ensaios não destrutivos para detecção de defeitos (detecção de heterogeneidades).
Programa
REVISÃO DA FORMULAÇÃO DO CAMPO ELECTROMAGNÉTICO: equações fundamentais dos potenciais electromagnéticos às derivadas parciais, casos das equações elípticas, parabólicas e hiperbólicas. Unicidade de solução, condições de fronteira e iniciais. Formulações diferencial, integral e variacional. MÉTODOS NUMÉRICOS: aproximação do campo e das suas equações. MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS (FEM): formulações variacionais do acmpo. Discretização espacial em elementos. Caso do estudo dos fenómenos estacionários – campo eléctrico e magnético. Equação de difusão linear em regime forçado sinusoidal. Separação das integrações no espaço e no tempo - fenómenos de difusão no domínio do tempo. Inclusão das propriedades dos meios, nomeadamente propriedades de anisotropia, de não linearidade (saturação magnética) e de histerese (magnética). Aplicação a problemas não linears. MÉTODO DOS ELEMENTOS DE FRONTEIRA (BEM): Formulação integral em superfície do campo. Funções de Green para o campo em meios homogéneos. Discretização em superfície. MÉTODOS HÍBRIDOS: Considerção de difrentes métodos, tipicamente o FEM para regiões limitadas onde estão contidas as fontes do campo, irregularidades de natureza geométrica e heterogeneidades, comibinado com o BEM para regiões exteriores homogéneas. Condições de fronteira nas superfícies de separação. EQUAÇÕES HOMOGÉNEAS. Métodos numéricos de determinação de valores próprios – determinação numérica de modos de propagação em guias de onda. MÉTODOS DE INTEGRAÇÃO ESPACIO-TEMPORAL: método das diferenças finitas no domínio do tempo – caso do estudo dos fenómenos electromagneticos ondulatórios. Modo de funcionamento: A disciplina funcionará numa combinação entre o regime tutorial e com sessões teórico-práticas.
Metodologia de avaliação
o método de avaliação é o contínuo, através da realização de um tranbalho prático, a ser realizado ao longo do período lectivo, que consistirá no cálculo numérico do campo electromagnétido em dispositivos da Engenharia Electrotecnica.