PPGENAV - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Naval

Mestrado

1. Disciplinas

1. 1 Obrigatórias (para as duas áreas)

Transporte Aquaviário (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Conceitos básicos de transportes e hidrovias. O transporte Aquaviário no Brasil e no mundo. Competências, O meio ambiente e o transporte hidroviário. Características das embarcações, tipos e conceitos. Unidades de medida nos transportes. Condicionantes para o projeto de uma embarcação, cálculo de frota, componentes de custo, estudo de caso.

Métodos Matemáticos (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Modelagem física de sistemas (modelagem caixa-branca); sistemas dinâmicos lineares; modelagem por equações diferencias; introdução à teoria das distribuições. Cálculo operacional: Transformada de Laplace e Transformada de Fourier. Aplicações em sistemas elétricos (circuitos), sistemas mecânicos (osciladores lineares) e sistemas hidráulicos (escoamentos laminares); métodos de linearização.

Princípios de Engenharia Naval (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Nomenclatura. Conceitos. Arquitetura naval e determinação de volumes. Pesos e centros. Coeficientes de forma. Arqueção, estabilidade intacta e avariada. Hidrostática do navio. Resistência ao avanço, máquinas do navio, aspectos estruturais e sociedades classificadoras. Normas brasileiras, planos do navio. Etapas de Projeto.

1. 2 Optativas

Engenharia de Otimização- uma introdução com aplicações meta-heurísticas (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Parte 1 – Fundamentos de Otimização e Algoritmos 1.1 Um breve histórico; 1.2 Engenharia de Otimização; 1.3 Fundamentação Matemática; 1.4 Método 1 – Otimização Clássica; 1.5 Métodos 2 – Otimização Clássica; 1.6 Otimização Convexa; 1.7 Cálculo de Variações; 1.8 Geração de Números Aleatórios; 1.9 Método de Monte Carlo; 1.10 Paredes Aleatórias e Cadeias de Markov Parte 2 – Algoritmos Metaheurísticos; 2.1 Algoritmos Genéticos; 2.2 Simulated Annealing; 2.3 Algoritmo Social da Formiga; 2.4 Algoritmo Social da Abelha; 2.5. Algoritmo de Exame de Partículas; 2.6 Busca Harmônica; 2.7 Algoritmo do Vagalume; Parte 3 – Aplicações 3.1 Otimização Multiobjetivo; 3.2 Aplicações na Engenharia.

Avaliação de Bens e Infraestruturas Navais, Portuárias e Hidroviárias (3 créditos, 45 horas)

Ementa: O Valor: conceitos e evolução histórica. Valor, Custo e Preço. A Engenharia de Avaliações. Abordagens, Enfoques e Métodos de Avaliação. Depreciação. Variabilidades, Riscos e Incertezas em Avaliações. Normas Técnicas de Avaliação de Bens e Empreendimentos. Estudo de caso(s) em avaliações de bens e infraestruturas navais, portuárias e hidroviárias.

Análise de Investimentos em Transporte Aquaviário (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Matemática financeira. Técnicas e métodos de avaliação de investimentos e critérios de decisão. Políticas nacionais de financiamento e subsídios. Regimes fiscais. Fontes de financiamento. Incerteza e risco. Investimento público. Custos e tarifas de transporte, formação de planilhas. Noções sobre balanço de empresas. Análise de investimento de projetos navais e hidroviários.

Engenharia de Hidrovias (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Obras necessárias para a estabilização dos rios naturais e canais artificiais para atender aos mais diversos objetivos, tais como: fixação das margens, fixação de traçado para a navegabilidade do trecho, controle das inundações através de obras de retificação e controle por meio de diques auxiliares, estabilização de leito de rios, obras para a navegação, dragagem, derrocamento e canalização. Impactos ambientais de obras hidroviárias. Estudo das curvas de ciclo hidrológico e curva de permanência de níveis d´água.

Engenharia Portuária (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Condições que devem satisfazer os portos. Evolução histórica Navio x Porto. Porto inserido no sistema de transporte. Zona de influência de um porto. Local de implantação de um porto. Características físicas de uma obra de acostagem. Características operacionais de uma obra de acostagem. Layout portuário. Etapas necessárias para a implantação de um porto. Tipos de operação portuária. Fatores que influenciam a operação portuária. Tipos de equipamentos portuários. Características das mercadorias. Plano diretor de um porto. Defensas. Noções de Teoria de filas aplicada ao planejamento portuário. Estudo da capacidade de um porto.

Estruturas Navais (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Análise de Tensões - Vetor de tensões; Estado de tensões em um ponto. Convenção de sinais. Equações de equilíbrio. Transformação do tensor de tensões. Tensões e direções principais. Invariantes do tensor de tensões. Diagonalização do tensor de tensões. Diagrama de Mohr. - Análise de deformações - Derivação das relações não-lineares deformações-deslocamentos. Linearização/deformação de engenharia. Transformação do tensor de deformações. Equações de compatibilidade - Estado Plano de Tensões e Deformação - Equações Constitutivas no Regime Elástico; Equações gerais. Simplificações – Material isotrópico – Método de Energia. Definição de Deformação e Energia Complementar de Deformação. Princípio do Trabalho Virtual. Exemplos de aplicação (MEF, etc.) – Critérios de Escoamento. Tensões desviantes. Critério de escoamento de Von Mises. Critério de escoamento de Tresca – Teoria de Viga; Bernoulli-Euler. Fundação Elástica. Efeito de Cisalhamento (Timoshenko). Carregamento Axial (teoria não-linear). Flexão Inelástica – Métodos de Energia aplicados à solução de problemas simples. Teoremas de Castigliano. Método da Carga Unitária. Método de Rayleigh-Ritz – Teoria de Placas – Introdução à Instabilidade Estrutural. Critérios de estabilidade. Sistemas discretos elásticos. Flambagem de colunas.

Geomorfologia de Rios e Estuários (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Formação de rios, aspectos físicos de um sistema fluvial. Os meandros. Características hidráulicas dos cursos d'águas. As leis de Fargue. Propriedades dos sedimentos. Materiais em suspensão e arraste. Resistência para o escoamento. Estabilidade de rios e canais. Estações maregráficas, temperatura e profundidade, salinidade e densidade. Estuários.

Hidrodinâmica e Propulsores (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Resistência à propulsão de um navio. Resistência de origem viscosa. Equação de Navier-Stokes. Soluções numéricas e aplicações. Resistência de Onda: Potencial de Kelvin. Teoria do Corpo Esbelto e Teoria de Michell. Propulsão e manobra, movimento de fluido ideal. Superfície de sustentação bi-dimensionais. Propulsor tipo hélice. Ensaios de tanque de provas e túneis de cavitação. Séries sistemáticas e fórmulas empíricas para hélices. Interação Casco-Propulsores; Escoamento em torno dos cascos. Elementos de contorno aplicados à Análise da Hélice.

Logística de Transportes Aquaviários (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Os corredores de transporte na definição das estratégias logísticas globais. Sistemas de informação para a gerência logística. Sincronização de atividades nas cadeias logísticas. Visão da pesquisa operacional para o estudo de problemas de logística. Plataformas multimodais. Porto seco. Momento de transporte. Características dos diversos tipos de transportes. O processo de planejamento de transportes. Análise de sistemas de transportes. Noções de operação e programação de sistemas de transportes hidroviários.

Mecânica dos Materiais e Processos de Fabricação (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Revisão conceitual de Elasticidade. Tensões deformações e deslocamentos – Equacionamento matemático. Topologia estrutural das embarcações típicas. Modos de falha: tração, compressão, cisalhamento, flexão e torção. Análise de sistemas estruturais. MEF aplicando à análise de embarcações. Classificação dos processos de fabricação mecânica. Processos de fundição (em areia, em moldes permanentes, etc.). Processos de conformação plástica (laminação, extrusão, trefilação, estampagem e corte forjamento). Processos de usinagem (torneamento, fresamento, perfuração, etc). Processos de metalurgia do pó. Processos de tratamento térmico. Processos de tratamento superficiais. Processos de soldagem.

Métodos de Elementos Finitos Aplicados ao Projeto de Embarcações (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Conceitos básicos na análise de sistemas discretos e contínuos. Formulação do método dos Elementos Finitos na análise linear. Formulação e cálculo das matrizes dos elementos isoparamétricos. Solução de equações de equilíbrio na analise estática: eliminação de Gauss, condensação estática, subestruturação e solução iterativa de Gauss-Seidel. Fundamentos de métodos dos elementos finitos. Análise linear estática de dinâmica (vibrações). Vida em fadiga e reação humana às vibrações aplicações a problemas típicos de estruturas navais ressaltando aspectos de modelagem.

Planejamento de Sistemas de Transporte Aquaviário (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Introdução ao planejamento de transporte. Planos globais e setoriais de transporte. Metodologia de um plano de transporte. Avaliação socioeconômica e ambiental de projetos de transportes. Características técnicas, operacionais e econômicas de sistemas de transporte aquaviário. Análise e previsão de demanda. Competição modal. Planejamento integrado de transporte. Previsão de demanda. Modelos de geração, distribuição, repartição e alocação de viagens. Modelos de uso do solo. Estudo de casos.

Projeto de Embarcações e Sistemas Fluvial (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Projeto preliminar. Espiral de projeto. Aspectos econômicos. Função objetivo e otimização do projeto. Outras técnicas de projeto. Caracterização de embarcações, filosofia para o projeto de embarcações. O projeto básico, metodologia de projeto, requisitos do armador. Embarcações semelhantes, relação entre dimensões, coeficientes de forma e as propriedades e qualidades do casco. Sistemas componentes das embarcações. Arranjo geral: espaços para carga, espaços para a tripulação e passageiros, espaços operacionais, espaços para tanques, acessos. Sistemas de movimentação, acessos e acondicionamento de cargas. Aplicação de procedimentos e técnicas de projeto a diferentes sistemas fluviais.

Tópicos Especiais em Arquitetura Naval (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Flutuabilidade. Geometria. Capacidade de carga. Tonelagem de arqueação. Linha de carga – borda livre. Curvas hidrostáticas – qualidades geométricas do casco. Curvas cruzadas de estabilidade. Estabilidade estática longitudinal e transversal – métodos de cálculo. Adição e remoção de pesos – experiência de inclinação. Sistemas flutuantes. Estabilidade do navio e sistemas fluviais. Estabilidade dinâmica. Superfície livre. Momento de emborcamento. Estabilidade na condição avariada. Critério de estabilidade Intacta e avariada. Metodologia de cálculo. Compartimentagem e comprimento alagável. Docagem e encalhe. Lançamento da embarcação.

Análise de Séries Temporais em Recursos Hidrícos (3 créditos, 45 horas)

Ementa: 1. Tratamento Descritivo e Inferencial de Séries Temporais de Variáveis Hidro Meteorológicas.1.1 Coleta e tratamento de dados hidrológicos.1.2 Tendência e sazonalidade em séries temporais de variáveis hidro meteorológicas;1.3 Análise de séries hidrológicas com vistas à simulação hidrológica;1.4 Análise estatística descritiva e inferencial de variáveis hidrológicas e meteorológicas;1.5 Técnicas de construção de séries hidrológicas sintéticas;1.6 Análise de consistência e representação gráfica de variáveis hidrológica; 1.7 Distribuição de probabilidade aplicada às séries temporais de variáveis hidro meteorológicas.2. Análise e Previsão de Séries Temporais. 2.1 Conceitos de processos estocásticos;2.2 Media e variância de processos estacionários;2.3 Coeficientes e funções de autocovariância e de autocorrelação; 2.4 Estimação de funções de autocovariância e de de autocorrelação;2.5 Modelos de séries temporais;2.6 Modelos estacionários;2.7 Modelos Auto Regressivos.2.8 Modelos ANN; 2.9 Modelos de previsão de dados hidrológicos.

Interação Fluído- Estrutura (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Dinâmica de Fluidos; Dinâmica de Estruturas; Elementos de Dinâmica não Linear; Fenômenos Hidro-Elásticos: Buffeting, Galloping, Flutter, Wake flutter, Divergência; Vibração Induzida por Vórtices (VIV), Efeitos de interferência em agrupamentos de estruturas; Vibração Induzida pela Esteira (WIV); Exemplos de supressão de vibrações induzidas pelo Escoamento (FIV).

Metodologia do Trabalho Científico (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Natureza do conhecimento e do método científico. Tipos de conhecimento. Pesquisa. Método e técnica. Procedimentos técnicos e metodológicos de preparação, execução e apresentação da pesquisa científica. Conceituação, delimitação e significação do conhecimento científico e de outras formas de conhecimento. Pesquisa bibliográfica: conceito, procedimentos, planejamento e prática da pesquisa. Estilo de redação. Referências bibliográficas. Apresentação gráfica.

Tribologia (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Definição de Tribologia. Importância Econômica do Desgaste. Topografia das Superfícies e seu contato: Técnicas de Observação (microscopia e perfilometria). Aplicação da teoria de Hertz ao contato entre asperezas. Contato com deformação elástica e plástica. Introdução às teorias de contato entre superfícies de engenharia. Atrito: Modelo de Coulomb e modelos que considerem as componentes de adesão e deformação entre as asperezas. Coeficientes de atrito típicos. Noções de lubrificantes e lubrificação: tipos de lubrificantes e tipos de lubrificação. Fatores que afetam a viscosidade e o coeficiente de atrito. O contato entre asperezas através dos filmes de lubrificantes. Desgaste por deslizamento: Teorias e fatores que afetam os desgastes por deslizamento. Estudo do desgaste adesivo, do "fretting" e da fadiga de contato. Desgastes causados por partículas duras: Teorias e fatores que afetam os desgastes. Relação entre desgaste e o atrito e o projeto de componentes: exemplos de componentes nos quais o desgaste e o atrito são importantes. Freios, embreagens, selos, engrenagens, selos, engrenagens, mancais de rolamento e deslizamento.

Processo de Otimização (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Pesquisa Operacional. Programação linear e não linear e modelos matemáticos. Método Simplex. Algoritmos Genéticos.

Tecnologia de Construção Naval (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Tipos de Embarcações e Sistemas Flutuantes; Estruturas de embarcações; Normas e Regras; Processos de Fabricação; Montagem e Edificação de Navios; Conversões e Descomissionamento de navios.

Tópicos de redes neurais artificiais (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Introdução às redes neurais artificiais, o perceptron, rede adaline e a regra delta, redes perceptron multicamadas, redes de funções de base radial, redes de Kohonen e mapas auto- organizáveis.

Tópicos de Sistema Fuzzy (3 créditos, 45 horas)

Ementa: Conjuntos fuzzy: definições formais e operações. Princípios básicos da lógica fuzzy. Inferência fuzzy. Métodos de defuzificação. Geração de base de regras, representação matemática e dualidade, treinamento de sistemas fuzzy, aprendizagem e métodos híbridos. Projeto de sistemas fuzzy; Projeto de sistemas fuzzy