Ecuación del calor. (Grupo A8)

De MateWiki
Revisión del 17:43 14 may 2015 de Fran Aguilera (Discusión | contribuciones) (=Cambio de condiciones de contorno)

Saltar a: navegación, buscar
Trabajo realizado por estudiantes
Título Ecuación del calor (Grupo A8)
Asignatura Ecuaciones Diferenciales
Curso Curso 2014-15
Autores Valentina Salazar; Antonio Carrero; José Francisco Aguilera
Este artículo ha sido escrito por estudiantes como parte de su evaluación en la asignatura

1 Introducción y modelización del problema.

En este artículo trataremos el comportamiento térmico de una varilla sometida a ciertas condiciones térmicas y físicas mediante diferentes métodos numéricos, daremos interpretación física a los resultados arrojados por estos métodos. Basaremos el estudio analítico y numérico necesario en la ecuación del calor propuesta por Jean-Baptiste Joseph Fourier en 1822.

Para estudiar el problema consideraremos una varilla delgada, de sección constante y de un material homogéneo, de longitud [math]L=4[/math]. La situaremos en el intervalo [math]x\in{(0,4)}[/math] de la recta real. Para llevar acabo esta modelización tendremos que asumir unas ciertas hipótesis y simplificaciones:

  • Para el primer caso a plantear la varilla estará infitamente aislada del entorno y por tanto no habrá flujo de calor sobre la superficie lateral de la misma.
  • Al estar considerando el caso unidimensional de la ecuación del calor, asumiremos que al ser una varilla delgada la temperatura a lo largo de una sección ortogonal al eje [math]x[/math] se mantiene constante en toda la sección.
  • Consideraremos que el calor específico del material, [math]c[/math], es constante y no depende de la temperatura

2 Casos prácticos

2.1 Método de diferencias finitas o método de lineas

2.1.1 Método del trapecio

2.1.2 Método de Euler explícito

2.1.3 Método de Euler implícito

2.1.4 Método de Runge-Kutta

2.2 Método de Fourier

3 Interpretaciones estacionarias

4 Cambio de condiciones de contorno

5 Intercambio de calor con el entorno. Varilla no aislada longitudinalmente

5.1 Cambio de condiciones de contorno