Fluidodinamica computacional no ensino de fisica

Abstract

Esta dissertação tem por objetivo a utilização da dinâmica de fluidos computacional sob uma perspectiva educacional, tendo como alvo as disciplinas de mecânica dos fluidos e fenômenos de transporte, nas séries iniciais de cursos de engenharia e física. Nesta dissertação são apresentadas as técnicas de construção e modelagem de escoamentos a serem utilizadas sob uma perspectiva educacional, conforme a Teoria Andragógica de Knowles e da Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, principais teorias educacionais aplicadas durante esta pesquisa. Sua importância na formação de base é amplamente corroborada pela literatura, diante disto propõe-se trabalhar a simulação computacional de modo não somente demonstrativo, mas que coloque o discente como agente diretamente responsável por manipular e codificar dados e resultados das simulações propostas. Com ela o discente conseguirá visualizar o fenômeno físico, estabelecendo uma relação entre e predição matemática das equações do sistema e o fenômeno analisado. O produto educacional desenvolvido neste trabalho é uma interface de manipulação e controle do software opensource OpenFOAM. Seu propósito é de eximir do discente a responsabilidade pela edição e manipulação direta do código-fonte e dos complexos scripts de controle típicos desse programa. Nesta dissertação estão inclusos os fundamentos básicos em mecânica dos fluidos e da modelagem matemática e computacional da dinâmica dos fluidos, juntamente com toda a estrutura funcional da interface J.A.R.V.E.S., sendo este o principal motivo do presente trabalho.