Solução de Problemas de Condução Térmica Transiente em Materiais Funcionais empregando o Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta

Solving Transient Thermal Conduction Problems in Functional Materials Using the Boundary Element Method with Direct Interpolation

Balista, Thiago Galdino; Loeffler, Carlos Friedrich; Lara, Luciano de Oliveira Castro

Artigo:

Este trabalho apresenta a formulação e o modelo numérico do Método dos Elementos de Contorno com interpolação direta (MECID) aplicados aos problemas transientes de difusão térmica heterogêneos, nos quais as propriedades térmicas variam suavemente, como ocorre nos materiais funcionais. Em razão de sua robustez e versatilidade, o MECID trata simultaneamente o termo referente à inércia térmica e também o termo integral referente à heterogeneidade. Ambas as integrais são compostas por um núcleos não auto-adjuntos, que demandam estratégias efetivas usando funções de base radial para uma solução mais fácil e precisa, usando funções de Green mais simples, referentes aos problemas homogêneos estacionários. Com vistas à constatação da adequação do modelo proposto, são resolvidos dois exemplos-teste unidimensionais, que possuem solução analítica, demonstrando a adequação e a precisão do modelo MECID nesta categoria de problemas, de grande importância prática.

This paper presents the formulation and numerical model of the Boundary Element Method with direct interpolation (BEM) for transient heterogeneous thermal diffusion problems, in which thermal properties vary smoothly, as occurs in functional materials. Due to its robustness and versatility, the BEM model simultaneously addresses the term referring to thermal inertia and also the integral term referring to heterogeneity. Both integrals are comprised of a non-self-adjoint kernel, which demands effective strategies for an easier and more accurate solution using more simple Green functions, referring to homogeneous stationary problems. To verify the adequacy of the proposed model, two one-dimensional test examples are solved, which have an analytical solution, demonstrating the adequacy and accuracy of the DIBEM model in this category of problems, which is of great practical importance.

Palavras-chave: - -

DOI: 10.5151/xvecfa-2025035

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Como citar:

Balista, Thiago Galdino; Loeffler, Carlos Friedrich; Lara, Luciano de Oliveira Castro; "Solução de Problemas de Condução Térmica Transiente em Materiais Funcionais empregando o Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta", p-190-197. In: Anais do XV Encontro Científico de Física Aplicada. São Paulo: Blucher, 2025.
ISSN 23582359, DOI 10.5151/xvecfa-2025035