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Projeto1

PROJETO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

1 – Identificação do Projeto:

Título: "Eletromagnetismo Computacional Aplicado à Engenharia de Reservatórios"

Coordenador: Professor Domingos Sávio das Virgens Alves

2 – Introdução:

                 A computação científica é considerada como o terceiro modo de fazer ciência, complementando a experimentação e a teoria. Trata-se do campo de estudo interessado em modelagem matemática e técnicas de solução numérica para resolver problemas científicos e de engenharia, usando computadores.

            Programas para aplicação em computação científica modelam o mundo real. Tais programas criam uma estrutura lógica na memória do computador, onde cada item corresponde a uma área no espaço e contém informações sobre as propriedades relevantes para o modelo. O programa calcula o próximo estado provável com base no estado atual, seguindo uma marcha temporal, resolvendo equações que descrevem como o sistema funciona.

                  Eletromagnetismo computacional é a área da engenharia eletromagnética de pesquisa das soluções numéricas das equações de Maxwell no domínio do tempo ou no domínio espectral, observando condições de fronteira e restrições. O projeto auxiliado por computador de um dispositivo ou sistema eletromagnético diminui o custo e o tempo de construção e teste de protótipos.

O capacitor Terra-Ionosfera é uma cavidade ressonante para ondas eletromagnéticas de frequência extremamente baixa, ELF, que penetram por quilômetros na crosta terrestre, sendo usadas na detecção e diagnóstico de reservatórios de petróleo.

 

3 – Justificativa:

               A simulação é usada por físicos, químicos e engenheiros para predizer o comportamento de um produto, processo ou material em determinadas condições assumidas ou aferidas. A importância das técnicas de simulação tem aumentado muito e podem-se citar várias razões para tal fato. Os custos do desenvolvimento de novos produtos são altos. Um modo de minimizar o risco de se encontrar casos de desempenho insatisfatório é coletar um grande volume de informações do comportamento do produto sob as mais diversas condições operacionais.

               A capacidade computacional vem aumentando rapidamente ao longo dos últimos anos, ao mesmo tempo, os algoritmos de solução continuam a ser desenvolvidos, com acurácia e desempenho cada vez melhores. Deste modo, as simulações tendem a ser cada vez mais realísticas, com a inclusão de modelos mais abrangentes e uma maior resolução espacial do domínio de cálculo.

 

4 – Objetivos:

        Os objetivos deste trabalho consistem em desenvolver programas em MATLAB, primeiramente em duas dimensões, para simular o espalhamento eletromagnético na sub superfície devido a uma fonte ELF impulsiva. Programas sequenciais em duas dimensões, considerando a plataforma continental. Simulação da detecção das ressonâncias de Schumann para prospecção e diagnóstico de reservatórios.

5 – Metodologia:

            O Método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo, FDTD, será usado para discretizar e solucionar numericamente as equações rotacionais de Maxwell.

Os programas sequenciais serão feitos com o MATLAB em três etapas de seis meses.

6 – Metas:

1-Ofertar um curso básico de MATLAB para candidatos ao projeto de iniciação científica e demais interessados em conhecer programação vetorial;

2-Abordar a teoria eletromagnética;

3-Aplicar o método FDTD;

4-Desenvolver o programa em duas dimensões para espalhamento ELF;

5-Desenvolver o programa em duas dimensões;

6-Desenvolver o programa em duas dimensões para Schumann;

7-Apresentação do relatório final de cada uma das etapas 4,5 e 6;

8-Apresentar artigo com os resultados finais no congresso interinstitucional de iniciação científica ou no congresso brasileiro de ensino de engenharia.

7 – Bibliografia:

[1]Allen Taflove and Susan C Hagness. Computational Electrodynamics – The FDTD Method. Artech House 2005.

[2]Dennis M Sullivan. Electromagnetic Simulation Using the FDTD Method. IEEE Press 2000.

[3]Umran S. Inan and Robert A. Marshall. Numerical Electromagnetics – The FDTD Method. Cambridge Univertiry Press 2011.

8 – Cronograma de Atividades

1 – Curso básico de MATLAB                                 06/2016

2 – Teoria eletromagnética                                   07/2016

3 – Método FDTD                                                08/2016

4 – Programa 2D – Espalhamento                        09-10/2016

5 – Relatório final da etapa 4                              11-12/2016

6 – Programa 2D – Plataforma                             01-04/2017

7 – Relatório final da etapa 6                               05-06/2017

8 – Programa 2D – Schumann                              07-10/2017

9 – Relatório final da etapa 8                               11-12/2017

10- Apresentar artigo no CIIC ou COBENGE            2017 e 2018

 

 

 

 

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