Estimativa de fluxo térmico em placas finas empregando termografia por infravermelho e problemas inversos com técnicas de regularização

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Sanches, Emerson de Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Heat transfer; Inverse problems; Infrared thermography; Regularization techniques; Explicit formulation; Markov Chain Monte Carlo method; Transferência de calor; Técnicas de regularização; Formulação explícita; Calor Transmissão - Modelos matemáticos; Problemas inversos (Equações diferenciais); Termografia; Tecnologia infravermelha; Monte Carlo, Metodo de; Markov, Processos de; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::AREAS CLASSICAS DE FENOMENOLOGIA E SUAS APLICACOES::TRANSFERENCIA DE CALOR; PROCESSOS TERMICOS E TERMODINAMICOS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13732

Este trabalho tem como principal objetivo a realização da estimativa de fluxos térmicos aplicados a um dos contornos de uma amostra termicamente fina, por meio da solução dos problemas direto e inverso associados e da incorporação de medidas reais de temperatura, obtidos experimentalmente com termografia por infravermelho. Para este projeto, os dados experimentais obtidos via termografia são utilizados para a reconstrução de fluxos de calor para diferentes casos teste. Basicamente, os experimentos são realizados para fluxos com variação apenas no tempo e com variação bidimensional no espaço. Desta forma, os modelos adotados equivalem, respectivamente, a um problema de condução de calor transiente sem variação espacial e a um problema de condução permanente com variação espacial ao longo de duas direções. Ambos os modelos desenvolvidos permitem a utilização de uma metodologia explícita para solução dos problemas inversos de estimativa da função fluxo. Esta metodologia é verificada e validada com o método de Monte Carlo via Cadeias de Markov (MCMC), aplicado à solução dos mesmos problemas, já que o mesmo é amplamente conhecido. Além disso, devido à natureza mal-posta dos problemas inversos, é realizada uma análise da influência da regularização nos resultados obtidos. Para a metodologia explícita, as temperaturas originais são substituídas pelos seus valores mais importantes utilizando o truncamento de expansões em termos de autofunções. Para o MCMC, a técnica Total Variation (TV) é utilizada nas informações a priori. Os resultados comparativos entre ambos os métodos comprovam a aplicabilidade do método explícito para os problemas abordados, bem como demonstram uma maior eficiência no que diz respeito ao custo-computacional em comparação à abordagem Bayesiana e iterativa via MCMC.