MÉTODOS MATEMÁTICOS E COMPUTACIONAIS NA SOLUÇÃO DE UM PROBLEMA TÉRMICO CONVECTIVO/DIFUSIVO COM MUDANÇA DE FASE
Paulo Fernandes Dechichi1; Fernanda do Carmo Silvério Vanzo1; pollyana Fernandes Bento1; Solidônio Rodrigues de Carvalho1
1 Universidade Federal de Uberlândia/UFU
Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CILAMCE2015-0301
Resumo
O presente estudo tem como proposta encontrar uma solução numérica conveniente para um problema térmico convectivo/difusivo com mudança de fase e malha fixa. O modelo utilizado corresponde a um processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas) sem deposição de material, desconsiderando qualquer interferência eletromagnética ou recirculação da poça de fusão. O fenômeno da mudança de fase é analisado por meio de um termo denominado fração mássica que depende da temperatura e tempo de aquecimento do modelo térmico. São abordados três métodos para o cálculo da fração mássica. O primeiro é basicamente o mais simples e considera apenas as propriedades termofisicas e variações da temperatura. O segundo faz uso dos parâmetros anteriores e informações da célula de interesse, já o terceiro, o mais robusto, adiciona informações das células adjacentes. Esta correção depende de um fator de subrelaxação λ, cuja escolha interfere na variação da fração mássica. Cada um dos três métodos possui um valor λ considerado ótimo em função da melhor representação do problema e do menor custo computacional. A partir da identificação do valor ótimo de λ, este trabalho propõe realizar uma comparação entre os três métodos de forma a identificar as vantagens e desvantagens de cada um na solução do problema térmico. As simulações e comparações são realizadas com o software MatLab®.
Palavras-chave: solução numérica; fração mássica; problema térmico; mudança de fase