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verificação de funções de interpolação em advecção-difusão 1d ...

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62<br />

Esta equação representa a equação <strong>de</strong> conservação <strong>de</strong> energia térmica, cujo<br />

escoamento é permanente, unidimensional, fluido incompressível, s<strong>em</strong> geração <strong>de</strong> calor, e<br />

on<strong>de</strong> o fluido t<strong>em</strong> proprieda<strong>de</strong>s constantes.<br />

O mo<strong>de</strong>lo mat<strong>em</strong>ático apresentado traz vantagens indiscutíveis ao trabalho.<br />

Inicialmente, t<strong>em</strong>-se uma formulação mat<strong>em</strong>ática passível <strong>de</strong> obtenção <strong>de</strong> sua solução<br />

analítica, o que permite relacionar os valores obtidos da solução numérica com os valores da<br />

solução analítica, ou seja, a solução exata. Segundo, que é um probl<strong>em</strong>a relativamente<br />

simples, <strong>em</strong> termos computacionais, o que justifica a hipótese <strong>de</strong> consi<strong>de</strong>rar o erro <strong>de</strong><br />

programação próximo a zero.<br />

3.1.4 Variáveis <strong>de</strong> Interesse<br />

Para análise do impacto das funções <strong>de</strong> interporlação no erro <strong>de</strong> discretização, foram<br />

<strong>de</strong>finidas quatro variáveis <strong>de</strong> interesse, sendo duas locais e duas globais.<br />

As variáveis consi<strong>de</strong>radas são:<br />

<br />

T c : variável <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte T <strong>em</strong> x = ½, obtida diretamente do valor nodal,<br />

utilizando número ímpar <strong>de</strong> volumes na malha;<br />

T m : média <strong>de</strong> T no domínio, para 0 x 1 ,obtida pela regra do retângulo;<br />

<br />

L: média da norma (l 1 ) do erro <strong>de</strong> discretização <strong>de</strong> T; e<br />

I: <strong>de</strong>rivada <strong>de</strong> primeira or<strong>de</strong>m <strong>de</strong> T <strong>em</strong> x 1, obtida com o esqu<strong>em</strong>a UDS-2.<br />

A motivação para escolha <strong>de</strong>stas variáveis foram:<br />

Tc: escolhida por ser a variável <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte do probl<strong>em</strong>a . Inicialmente<br />

<br />

<br />

estudou-se os impactos <strong>de</strong> obtê-la através do valor da solução numérica do nó<br />

central, <strong>em</strong> domínio discretizado com número ímpar <strong>de</strong> nós, ou através do<br />

valor médio dos nós centais <strong>em</strong> domínio discretizado com número par <strong>de</strong> nós.<br />

Verificou-se que os resultados não apresentavam diferenças significativas,<br />

por isto optou-se por utilizar domínio discreto com número ímpar <strong>de</strong> nós;<br />

Tm: variável secundária, pós processada, é a média do campo da variável<br />

<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>nte. Inicialmente estudou-se o impacto <strong>de</strong> obtê-la utilizando a regra<br />

do retângulo ou do trapézio. Verificou-se que não havia diferença<br />

significativa, o que fez com que fosse escolhida a regra do retângulo;<br />

I: fluxo <strong>de</strong> calor na face do domínio, dado importante nestes tipos <strong>de</strong><br />

probl<strong>em</strong>as. Inicialmente verificou-se o impacto <strong>em</strong> obter este valor utilizando

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