ANÁLISE DA ESTABILIDADE NUMÉRICA NA SOLUÇÃO DA EQUAÇÃO DA CONDUÇÃO DE CALOR PELO MÉTODO DE DIFERENÇAS FINITAS

Flavio Vanderlei Zancanaro Júnior, Lenon Audibert Cisco, Nicolas Luca Suppi Vinhas Rangel, Tallis Fernando Mendes, Ronald Antunes Gomes

Resumo


Neste trabalho analisou-se o comportamento da estabilidade numérica das soluções obtidas com o emprego do método de diferenças finitas, considerando a distribuição de temperatura em um domínio unidimensional (1D). O método de diferenças centrais e o esquema temporal explícito foram empregados para discretizações no espaço e no tempo, respectivamente. Os valores obtidos são para três números de Fourier (∆Fo) 0,25, 0,5 e 0,6 e uma malha de 51 pontos igualmente espaçados. O problema de condução de calor é resolvido para uma barra de aço carbono, considerando condições de contorno de temperaturas e fluxos prescritas. Além disso, destaca-se a existência de um termo fonte. Com a análise dos resultados, verificou-se que para valores de ∆Fo entre 0,25 e 0,5, mantendo o critério de estabilidade a solução é estável e convergente e os resultados dos campos de temperatura são próximos. Por outro lado, para valores de ∆Fo ligeiramente superiores ao limite, verificou-se que a solução oscila e desestabiliza.

Palavras-chave


Simulação numérica. Condução de calor. Estabilidade numérica. Diferenças finitas. Fourier.

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DOI: http://dx.doi.org/10.21575/25254782rmetg2020vol5n51304

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Direitos autorais 2020 Flavio Vanderlei Zancanaro Júnior, Lenon Audibert Cisco, Nicolas Luca Suppi Vinhas Rangel, Tallis Fernando Mendes, Ronald Antunes Gomes

Revista Mundi Engenharia, Tecnologia e Gestão ISSN 2525-4782

Qualis: B4 - Interdisciplinar, B5 - Geografia, B5 - Administração Pública e de Empresas, Ciências Contábeis e Turismo, B5 - Comunicação e Informação, B5 - Engenharias III