quarta-feira, novembro 14, 2012

Condução Unidimensional Transiente aplicada à Mecânica de Fluidos


Condição Unidimensional Transiente ocorre quando há variação de estado em diferentes estágios de tempo, e esta variação pode ser utilizada como parâmetro para a simulação de problemas reais. Um exemplo típico é a variação de temperatura em um determinado domínio. Obtendo-se valores de temperatura de um volume em estágios de tempo diferente é possível, por exemplo, através da aplicação de equações de conservação, fazer uma previsão da variação de temperatura em estágios de tempo futuros.
Existem três técnicas principais de formulação: Formulação Explícita, Implícita e Totalmente Implícita. Cada uma delas faz uso de diferentes estratégias de leitura no tempo e no espaço.

Formulação Explícita
A Formulação Explícita acontece quando definimos a temperatura de um determinado ponto através de leituras feitas em pontos vizinhos a ele, em um estado de tempo imediatamente anterior.
Essas equações são refeitas em um conjunto de pontos por vez a cada nível de tempo. Dessa forma, o ponto que no tempo “x” está recebendo informações para formular seus valores, no tempo “x+1” possivelmente estará cedendo seus valores para equações que serão executadas pelo seu ponto vizinho.
Um modelo de equação para esta formulação é: T2= ½ (T3+T1), onde T2 é o ponto a ser calculado, e T3 e T1 são os pontos vizinhos que estão cedendo valores para o cálculo.

Formulação Totalmente Implícita
Os conceitos adotados na Formulação Explicita são reaproveitados para a explicação da Formulação Totalmente Implícita. O diferencial, neste caso, é que a leitura dos valores dos pontos vizinhos é feita no mesmo instante de tempo em que está sendo gerada a equação do ponto em questão. Para um resultado mais consistente também é utilizado nesta equação o valor da leitura do próprio ponto, feita no tempo imediatamente anterior.
Um modelo de equação para esta formulação é: T2= ¼ ((T3+T1) + Ti2), onde T3 e T1 são os valores do ponto vizinho, lidos no mesmo espaço de tempo, e Ti2 é o valor lido no próprio ponto no estado de tempo imediatamente anterior.

Formulação Implícita
A Formulação Implícita é muito similar à Formulação Totalmente Implícita, porém um pouco mais completa. Trata-se da formulação que possui o maior número de leituras de valores, pois a equação aplicada ao ponto em questão é baseada na leitura dos valores dos pontos vizinhos no instante de tempo atual e no instante de tempo imediatamente anterior. Também é utilizada a leitura no estado de tempo imediatamente anterior do próprio ponto. A partir daí, é gerada a equação que apresentará o resultado do ponto em questão. No instante de tempo atual.

Nenhum comentário: