Publicação: Desenvolvimento de técnicas de problemas inversos em convecção de calor
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Coorientador
Silveira Neto, Aristeu da
Resumo
Nesse trabalho apresenta-se a estimação do fluxo de calor imposto em uma placa plana
vertical aquecida através de medições de temperatura no interior do fluido. O problema de
convecção é descrito pelas equações da energia, quantidade de movimento e da continuidade.
A solução direta dessas equações é obtida analiticamente através do método de von Kármám-
Pohlhausen e de algumas hipóteses simplificativas como regime permanente, escoamento
bidimensional e aproximação de Boussinesq. Três técnicas de problemas inversos são
aplicadas, sendo duas baseadas em um método seqüencial com função especificada e outra
em um algoritmo genético. Para a obtenção da temperatura no interior do filme, uma bancada
experimental é construída de forma a estabelecer o escoamento e o desenvolvimento completo
da camada limite sob a placa plana vertical aquecida. Apresenta-se também, nesse trabalho,
uma análise das principais fontes de erro presentes no processo bem como uma análise do
comportamento dos coeficientes de sensibilidade indicando as melhores localizações dos
sensores de temperatura no interior da camada limite.
Abstract
This work presents an experimental technique to the heat flux estimation on a vertical plate
heated relative to an ambient fluid. The heat flux components are obtained from using
temperature measurements inside of the fluid. The energy, momentum and overall continuity
equations describe the laminar free convection problem. The direct solution of the boundary
layer equations is obtained analytically using the von Kármám-Pohlhausen method. For this,
hypothesis like stead state, two-dimensional flow and the Boussinesq approximation are
assumed. Three inverse problem techniques are applied. Two of them are based on a
sequential function specification while the other is based on genetic algorithm. An experimental
apparatus is designed to establish the completely developed boundary layer on the vertical
plated heated and to measure the temperatures inside the fluid. An analysis of the main error
sources in the process is presented. It is also presented a sensitivity coefficients analysis to
indicate the optimum temperature sensors location.
Palavras-chave
Convecção de calor, Placa plana, Método da função especificada seqüencial, Método de regularização, Algoritmo genético, Heat convection, Flat plate, Function specification method, Regularization method, Genetic algorithm, Algoritmos genéticos
Citação
GONÇALVES, Cristiene Vasconcelos. Developing of inverse problems techniques in convection. 1999. 92 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 1999.