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dc.creatorVilela, Edinilson Ferreira-
dc.date.accessioned2024-12-16T12:45:34Z-
dc.date.available2024-12-16T12:45:34Z-
dc.date.issued2024-11-21-
dc.identifier.citationVILELA, Edinilson Ferreira. Método de diferenças finitas para problemas de valor de contorno. 2024. 73 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Matemática) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44343-
dc.description.abstractBoundary value problems arise in various fields of science and engineering, modeling everyday phenomena such as temperature distribution, structural deformation, and the behavior of electromagnetic fields. Mathematically, these problems are described by ordinary or partial differential equations, which often lack analytical solutions. This makes necessary the use of numerical methods to obtain approximate solutions. In this work, the finite difference method was chosen as the main approach. The main objective of this study is to introduce the finite difference method, focusing on its mathematical foundations and its application to solving second-order boundary value problems in one and two dimensions, subject to Dirichlet boundary conditions. Classical stationary iterative methods (Jacobi, Gauss-Seidel, and the Successive Over-relaxation method) for solving the linear systems resulting from the finite difference method are also discussed. In particular, it is shown that using second-order centered finite differences to approximate second-order derivatives ensures that the numerical solution converges with the same order of accuracy. Additionally, an analysis of the convergence of the solutions of linear systems solved by iterative methods is conducted, with a focus on the Poisson equation associated with the finite difference method. Numerical results are presented to verify and validate the discussed theory, demonstrating the effectiveness of the approach.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectMétodo das diferenças finitaspt_BR
dc.subjectEquações diferenciaispt_BR
dc.subjectProblema de valor de contornopt_BR
dc.subjectEquação de Poissonpt_BR
dc.subjectMétodos iterativospt_BR
dc.subjectFinite difference methodpt_BR
dc.subjectDifferential equationspt_BR
dc.subjectBoundary value problempt_BR
dc.subjectPoisson’s equationpt_BR
dc.subjectIterative methodspt_BR
dc.titleMétodo de diferenças finitas para problemas de valor de contornopt_BR
dc.title.alternativeFinite difference methods for boundary value problemspt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Cursopt_BR
dc.contributor.advisor1Remigio, Santos Alberto Enriquez-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1068945625375960pt_BR
dc.contributor.referee1Remigio, Santos Alberto Enriquez-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1068945625375960pt_BR
dc.contributor.referee2Figueiredo, Rafael Alves-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1559288892271359pt_BR
dc.contributor.referee3Rogenski, Josuel Kruppa-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7613670538812221pt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/2892076667834071pt_BR
dc.description.degreenameTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)pt_BR
dc.description.resumoOs problemas de valor de contorno aparecem em diversas áreas das ciências e engenharias, modelando fenômenos do cotidiano, como a distribuição de temperatura, a deformação de estruturas e o comportamento de campos eletromagnéticos. Matematicamente, esses problemas são descritos por equações diferenciais ordinárias ou parciais, as quais frequentemente não possuem solução analítica. Isso torna necessário o uso de métodos numéricos para obter aproximações das soluções. Neste trabalho, o método das diferenças finitas foi escolhido como abordagem principal. O objetivo principal deste trabalho é introduzir o método das diferenças finitas, com foco em seus fundamentos matemáticos e na aplicação à solução de problemas de valor de contorno de segunda ordem em uma e duas dimensões, sujeitos a condições de contorno do tipo Dirichlet. Também são discutidos métodos iterativos estacionários clássicos (Jacobi, Gauss-Seidel e o método Sobre-relaxação Sucessiva) para a resolução dos sistemas de equações lineares resultantes da aplicação do método das diferenças finitas. Em particular, demonstra-se que o uso de diferenças finitas centradas de segunda ordem para aproximar derivadas de segunda ordem garante que a solução numérica convirja com a mesma ordem de precisão. Adicionalmente, é realizada a análise da convergência das soluções dos sistemas lineares resolvidos pelos métodos iterativos, com foco na equação de Poisson associada ao método das diferenças finitas. Resultados numéricos são apresentados para verificar e validar a teoria discutida, demonstrando a eficácia da abordagem.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.courseMatemáticapt_BR
dc.sizeorduration73pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADApt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADA::ANALISE NUMERICApt_BR
dc.orcid.putcode173924749-
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