ATIVIDADE DIDÁTICA DE APLICAÇÃO DO MÉTODO DAS DIFERENÇAS FINITAS NA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL DA CONDUÇÃO DE CALOR TRANSIENTE

Abstract

Na modelagem de problemas de engenharia são encontradas situações cuja solução analítica é difícil ou desconhecida. Nestas situações, os métodos numéricos possibilitam a solução e análise destes problemas. O método das Diferenças Finitas (MDF) é usualmente abordado nas disciplinas de Transmissão de Calor na graduação em engenharia, por ser aplicável em problemas de valor inicial e de condições de contorno em geometrias complexas, e ter formulação matemática acessível aos estudantes. O trabalho reportado apresenta uma atividade didática em condução de calor transiente e unidimensional (1D), elaborada pelo monitor do Programa de Iniciação à Docência (PID) da disciplina TE0158 Transmissão de Calor, sob supervisão do orientador, e realizada com 45 estudantes dos cursos de Engenharia Mecânica e de Energias Renováveis do Centro de Tecnologia da UFC. A atividade envolveu a explanação do MDF e sua aplicação a um problema de condução de calor transiente 1D em parede plana, com condição de contorno variando no tempo, e sua implementação no software livre GNU OCTAVE. Os estudantes simularam um problema desta natureza e verificaram os efeitos da variação de parâmetros numéricos sobre as temperaturas e fluxos de calor calculados na parede. A nota média dos estudantes na atividade foi 9,4 com desvio padrão de 1,7. A avaliação de satisfação dos estudantes obteve 20 respostas anônimas e espontâneas. 85% avaliaram a atividade como adequada ao aprendizado do assunto e se mostraram satisfeitos com o trabalho do monitor. 95% foram favoráveis à continuação da monitoria PID na disciplina e a realização de atividades deste tipo. Conclui-se que a atividade desenvolvida pela monitoria PID atingiu o objetivo proposto e deve ser aprimorada e repetida nas turmas seguintes. O autor e o orientador agradecem ao PID da Pró-Reitoria de Graduação da UFC pela bolsa concedida, imprescindível à realização do trabalho.