An integral equation formulation for 2D steady-state advection-diffusion-reaction problems with variable coefficients

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Bez, Luiz Fernando
Orientador(a): Vilhena, Marco Tullio Menna Barreto de
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/218654
Resumo: Este trabalho apresenta uma formulação de equação integral de contorno e domínio para problemas de advecção-difusão-reação com coeficientes variáveis e termo fonte. A formulação usa uma versão da solução fundamental que evita overflow numérico dos termos exponenciais e underflow dos termos em função de Bessel, para qualquer número de Péclet e qualquer tamanho de domínio. Os coeficientes usados na solução fundamental são os coeficientes locais da equação diferencial, afim de minimizar a contribuição do domínio no problema. A formulação é aplicada sem modificações para problemas puramente difusivos ou de difusão-reação. A equação integral é discretizada usando o método dos elementos de contorno, com elementos de contorno contínuos e células de domínio descontínuas. O método é validado com cinco problemas de benchmark que possuem soluções analíticas, apresentando um erro NRMSD abaixo de 1% para malhas com 1348 graus de liberdade, em todos os casos. A metodologia é usada para o estudo de dois problemas práticos. O primeiro é o problema de Graetz-Nusselt adimensional para Pe = f0; 1; 5; 10g. O segundo é um problema de pluma de dispersão de poluentes para uma fonte pontual em escoamentos de camada limite atmosférica neutramente estratificada.