Solução do problema de mudança de fase através do método dos elementos finitos

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Siqueira, Géssica Lacerda
• Orientador(a): Rocha, Bernardo Martins
• Banca de defesa: Toledo, Elson Magalhães , Ribeiro, José Carlos Lopes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
• Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Transferência de calor com mudança de fase; Método dos elementos finitos; Método da capacidade efetiva; Método da entalpia; Heat transfer with phase change; Finite element method; Enthalpy method; Effective heat capacity method
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
• Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/5955

Processos de transferência de calor com mudança de fase são de interesse em várias áreas da ciência, engenharia e aplicações industriais. Em processos de solidificação, por exemplo, a ocorrência de trincas e formações de vazios causados por uma redução na capacidade de resistir a esforços mecânicos geralmente são observados, e é de grande importância prever esses comportamentos para que possam ser evitados. Uma das formas de se estudar esses fenômenos e suas aplicações é através do uso de modelos matemáticos que possibilitam, através do uso de métodos de discretização temporal e espacial a realização de simulações computacionais. Dessa forma, este trabalho estudou e comparou diferentes formulações numéricas do método dos elementos finitos para problemas de transferência de calor com mudança de fase levando em consideração a condução como mecanismo de transferência de calor. Na metodologia usada, os processos de solidificação ou fusão foram tratados por meio de métodos baseados em malhas fixas. Diversos experimentos numéricos foram realizados para se analisar a adequabilidade dos métodos estudados e propostos neste trabalho e os resultados obtidos foram satisfatórios.