Estudo de um modelo convectivo-difusivo-reativo em combustão baseado no método de elementos finitos.

• Main Author: Konzen, Pedro Henrique de Almeida
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Método de elementos finitos; Modelo convectivo-difusivo-reativo; Cinética de Arrhenius; Pós-Graduação Dissertações de Mestrado
• Online Access: http://dspace.unila.edu.br/123456789/547

Dissertação submetida como requisito parcial para a obtenção do grau de mestre em Matemática Aplicada na Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Matemática. Programa de Pós-Graduação em Matemática Aplicada. Orientador: Álvaro Luiz De Bortoli. 2006 === Submitted by Nilson Junior ([e-mail]) on 2016-05-25T21:47:43Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_Pedro Henrique de Almeida Konzen.pdf: 399661 bytes, checksum: d68efbe98bf1a703a14f99ddba1d431e (MD5) Recibo Deposito Legal_Dissertacao_Pedro Henrique de Almeida Konzen.pdf: 226410 bytes, checksum: 36b454b98ac36028cd9943b86a79e38e (MD5) === Made available in DSpace on 2016-05-25T21:47:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação_Pedro Henrique de Almeida Konzen.pdf: 399661 bytes, checksum: d68efbe98bf1a703a14f99ddba1d431e (MD5) Recibo Deposito Legal_Dissertacao_Pedro Henrique de Almeida Konzen.pdf: 226410 bytes, checksum: 36b454b98ac36028cd9943b86a79e38e (MD5) Previous issue date: 2006 === Neste trabalho, apresenta-se um estudo numérico de um modelo convectivo-difusivo-reativo em combustão baseado no Método de Elementos Finitos. Primeiramente, apresenta-se o desenvolvimento das equações de balanço (quantidade de movimento, massa, espécie e energia) que modelam um processo de mistura molecular e reação química, irreversível, de passo único e exotérmica entre duas espécies químicas F (Combustível) e O (Oxidante). Tais espécies reagem e formam um produto P, conforme vFF +vOO ! vPP + calor, onde vF , vO e vP são os coeficientes estequiométricos molares. No modelo, considera-se que a reação é de primeira ordem com respeito a cada um dos reagentes e que a taxa de reação específica segue a cinética de Arrhenius. Em seguida, o modelo é estudado numericamente considerando-se um domínio retangular e condições de contorno do tipo Neumann. Tanto a Técnica das Diferenças Finitas como a Técnica de Elementos Finitos são utilizadas na discretização espacial das equações do modelo. Para a integração no tempo, utiliza-se a método de Runge-Kutta simplificado de três estágios. Os diferentes códigos computacionais obtidos, tanto pela Técnica de Diferenças Finitas como de Elementos Finitos, são comparados frente ao problema de interesse. Observa-se que ambas as técnicas apresentam resultados equivalentes. Além disso, os códigos desenvolvidos são robustos (capazes de lidar com vários conjuntos de parâmetros), de baixo custo e precisos. Por fim, apresenta-se uma revisão do trabalho de Zavaleta [48], no qual obtem-se uma estimativa local do erro na aproximação do problema estudado pela Técnica de Elementos Finitos.