MÉTODO DOS VOLUMES FINITOS: UMA ABORDAGEM PRÁTICA E APLICAÇÃO EM PROBLEMAS DE DIFUSÃO TÉRMICA COM MATLAB®

Abstract

O objetivo deste trabalho é descrever de forma prática com uma abordagem linear os aspectos essenciais do método dos volumes finitos (MVF). Na introdução foi dada uma visão geral do MVF, ressaltando aspectos referentes à identificação do domínio de interesse e dos tipos de malhas geradas na discretização, e aplicação do método MVF no problema de difusão de calor unidimensional. Na segunda parte deste trabalho buscou-se a aplicação no problema de difusão de calor bidimensional em uma placa plana de aço carbono ASTM A-36, submetida a temperaturas prescritas em distintas fronteiras. Na terceira parte é feita a apresentação dos resultados da distribuição das temperaturas na placa metálica nos tempos de 0, 20, 100 e 300 segundos de exposição às condições de contorno impostas. É importante ressaltar que os resultados obtidos neste trabalho devem ser visto como uma primeira aproximação da acuracidade do MVF e servem como referência aplicações futuras do mesmo. O código computacional elaborado em Matlab^®, no Apêndice A, implementa o método dos volumes finitos (MVF) e solução do sistema de equações pelo algoritmo de Thomas também conhecido como TDMA.