Design com Teoria dos Constructais

Trimestre: próxima realização em 2022

Disciplina ofertada através do PPGERHA e PPGEA  / Setor de Tecnologia / UFPR como EAMB7042 – DESIGN COM TEORIA DOS CONSTRUCTAIS, 45 h.

Diversos designs

Diversos designs

Configurações naturais

Bacia no deserto

Fóssil de uma bacia no deserto

Bacia simulada com convergindo para um único dreno.

Bacia simulada com convergindo para um único dreno.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Informes

  • Ensalamento: a ser definido
  • Solicitar link para pasta compartilhada do curso

Atividades

  1. A ser definido.

Informes Antigos


Breve descrição:

Constructal theory is this mental viewing: (i) The generation of design (configuration, pattern, geometry) in nature is a physics phenomenon that unites all animate and inanimate systems, and (ii)This phenomenon is covered by the Constructal Law: “For a finite-size (flow) system to persist in time (to live), its configuration must evolve such that it provides easier and easier access to its currents.” (Bejan, 1996). The Constructal Law is about the time direction of the “movie” of design generation and evolution. It is not about optimality (min, max), end design, destiny or entropy. The concept that the Constructal Law defines in Physics is “design” (configuration) as a phenomenon in time. Para mais, vide: link do portal da Teoria do Constructal e meu blog sobre a evolução de design na natureza.


Objetivos

Estabelecer condições e oportunidades para o(a) aluno(a) realizar estudos sobre diversas ciências através da Teoria dos Constructais e capacitá-lo(a) no entendimento da teoria e dos seus metódos, nas ferramentas de simulação e nos processos decisórios associados à morfologia de sistemas. Abrir novas perspectivas de pesquisa.


Pré-requisitos

Não há disciplinas pré-requisitos formais para o curso, porém recomenda-se noções básicas de Fenômenos de Transporte de Quantidade de Movimento, Calor e Massa, Cálculo e noções de programação e métodos numéricos.


Horário e local

Seg/Qua a ser definido Sala a ser definida.


Ementa

  1. Introdução: Cálculo Variacional, Método das Assíntotas, Análise de Escala, Geração de Entropia
  2. A Lei Constructal. A Teoria dos Constructais. Design Constructal
  3. Estruturas Geométricas naturais e na engenharia: Estruturas Térmicas, Estruturas de Escoamentos, Estruturas de Transporte de Energia e Massa, Estruturas de Vias Urbanas, Formas de Dutos e Canais.
  4. Estruturas Temporais naturais e na engenharia: Turbulência, Ritmos Biológicos.
  5. Aplicações na Biologia e na Dinâmica Social.
  6. Projeto

Critério de Avaliação

  • 50% lista de exercícios e tarefas isoladas
  • 20% Teste de aprendizagem em sala no final do curso
  • 30% Trabalho consolidado na forma de artigo para simpósio, congresso, etc. (Constructal Law Conference, COBEM, ABES, ABRH, ENCIT, SBEA, etc.)

Bibliografia

  1. A. Bejan, S. Lorente, Design with Constructal Theory, Wiley , 2008, ISBN: 978-0-471-99816-7. Link na Amazon

Bibliografia adicional

  1. A. Bejan, Shape and Structure, from Engineering to Nature , Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2000, 324 p. ISBN 0521793882.
  2. A. Bejan, Advanced Engineering Thermodynamics, Wiley, 2nd edition, 1997, 896 p. ISBN 0471148806
  3. M.R. Errera, Geometric Optimization of Flow Systems with Irreversibilities, Ph.D. thesis, Duke University, 1999.
  4. A. Bejan, S. Lorente, Constructal theory of generation of configuration in nature and engineering, Journal of Applied Physics, 2006, Volume 100, no. 041301.
  5. Bejan, A., Tsatsaronis, G. and Moran, M., Thermal Design and Optimization, New York, Wiley-Interscience, 1996.
  6. Artigos selecionados:
    1. A. Bejan, “Constructal-Theory Network of Conducting Paths for Cooling a Heat Generating Volume,” International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 40, 1997, pp. 799-816 (published on 1 November 1996)
    2. Adrian Bejan and Sylvie Lorente, Constructal law of design and evolution: Physics, biology, technology, and society, Journal of Applied Physics 113, 151301 (2013); doi: 10.1063/1.4798429
    3. Adrian Bejan and Sylvie Lorente, The constructal law of design and evolution in nature, Phil. Trans. R. Soc. B 2010 365, 1335-1347 doi: 10.1098/rstb.2009.0302
    4. Adrian Bejan, “Street network theory of organization in nature” Journal of Advanced Transportation Volume 30, Issue 2, pages 85–107, Summer 1996 DOI: 10.1002/atr.5670300207
    5. Adrian Bejan, Constructal theory: from thermodynamic and geometric optimization to predicting shape in nature, Energy Conversion and Management, Volume 39, Issues 16-18, November-December 1998, Pages 1705-1718, ISSN 0196-8904, DOI: 10.1016/S0196-8904(98)00054-5.(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0196890498000545)
    6. Falling stick 90 degrees (Vareta em queda a 90 graus)
    7. Falling stick 30 degrees (Vareta em queda a 30 graus)

Qualquer dúvida escrever por este email.

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