ANÁLISE DE DIFUSÃO TÉRMICA EM UMA PLACA PLANA POR MEIO DA APLICAÇÃO DO MÉTODO DE VOLUMES FINITOS

Resumen

En las ciencias exactas y la ingeniería, es frecuente encontrarse con diversos problemas físicos y matemáticos para los que es necesario hallar una solución. Lo ideal sería, por tanto, obtener una solución exacta. Sin embargo, debido en gran parte a las dificultades encontradas, a menudo no existen soluciones exactas para las ecuaciones matemáticas que modelizan muchos problemas. Por ello, como alternativa a los métodos analíticos, han surgido métodos numéricos para resolver las ecuaciones que rigen un determinado fenómeno físico, haciéndolas matemáticamente más sencillas. El método de los volúmenes finitos (MVF) es el más utilizado para resolver problemas de ingeniería relacionados con la dinámica de termofluidos por varias razones, como la posibilidad de aplicarlo a problemas no lineales y la observación de los principios de conservación a todos los niveles, global y discreto. Este trabajo tiene como objetivo aplicar el MVF bajo un enfoque explícito a la solución de un problema bidimensional de difusión transitoria de calor en una placa plana de acero al carbono sometida a convección con un fluido, mediante la implementación de una rutina computacional en el software libre Octave. Los perfiles de temperatura se obtuvieron para diferentes instantes de tiempo de 50, 100 y 200 minutos de exposición a las condiciones de contorno impuestas, de manera que fue posible visualizar a partir de los resultados obtenidos que los gradientes de temperatura surgen inicialmente como consecuencia de una reducción de temperatura en las caras externas, debido a la diferencia de temperatura de las mismas.