Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho o processo não linear de transmissão de calor condução-radiação é abordado num contexto bidimensional plano e simulado com o uso de um esquema linear em diferenças finitas. O problema original é tratado como o limite de uma sequencia de problemas lineares, do tipo condução-convecção. Este limite, cuja existência é comprovada, é facilmente obtido a partir de procedimentos básicos, accessíveis a qualquer estudante de engenharia, permitindo assim o emprego de hipóteses mais realistas, já que não se tem o limitante matemático para a abordagem numérica de uma equação diferencial parcial elíptica. Neste trabalho foi resolvido o problema de condução de calor em regime permanente em uma placa com condições de contorno convectivas e radioativas utilizando-se o software MatLab, vale ressaltar, que a mesma metodologia é aplicável para geometrias mais complexas. / In this work the nonlinear conduction-radiation heat transfer process is considered under a plane two dimensional assumption and simulated by means of a finite difference linear scheme. The original problem is regarded as the limit (which always exists) of a sequence of linear problems like the conduction-convection ones. Such a limit is reached in an easy way by means of standard procedures, available for any undergraduate engineering student, allowing the employment of more realistic hypotheses, since the mathematical complexities are not a constraint for simulating the elliptic partial differential equation. This work solved the problem of heat conduction in steady state conditions on a plate with convective and radioactive contour using MatLab software, it is noteworthy that the same methodology is applicable to more complex geometries.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho o processo não linear de transmissão de calor condução-radiação é abordado num contexto bidimensional plano e simulado com o uso de um esquema linear em diferenças finitas. O problema original é tratado como o limite de uma sequencia de problemas lineares, do tipo condução-convecção. Este limite, cuja existência é comprovada, é facilmente obtido a partir de procedimentos básicos, accessíveis a qualquer estudante de engenharia, permitindo assim o emprego de hipóteses mais realistas, já que não se tem o limitante matemático para a abordagem numérica de uma equação diferencial parcial elíptica. Neste trabalho foi resolvido o problema de condução de calor em regime permanente em uma placa com condições de contorno convectivas e radioativas utilizando-se o software MatLab, vale ressaltar, que a mesma metodologia é aplicável para geometrias mais complexas. / In this work the nonlinear conduction-radiation heat transfer process is considered under a plane two dimensional assumption and simulated by means of a finite difference linear scheme. The original problem is regarded as the limit (which always exists) of a sequence of linear problems like the conduction-convection ones. Such a limit is reached in an easy way by means of standard procedures, available for any undergraduate engineering student, allowing the employment of more realistic hypotheses, since the mathematical complexities are not a constraint for simulating the elliptic partial differential equation. This work solved the problem of heat conduction in steady state conditions on a plate with convective and radioactive contour using MatLab software, it is noteworthy that the same methodology is applicable to more complex geometries.

Este trabalho estuda a transferência de calor por condução considerando a condutividade térmica como uma função constante por partes da temperatura. Esta relação, embora fisicamente mais realista que supor a condutividade térmica constante, permite obter uma forma explícita bem simples para a inversa da Transformada de Kirchhoff (empregada para tratar a não linearidade do problema). Como exemplo, apresenta-se uma solução exata para um problema com simetria esférica. Em seguida, propôe-se uma formulação variacional (com unicidade demonstrada) que introduz um funcional cuja minimização é equivalente à solução do problema na forma forte. Finalmente compara-se uma solução exata obtida pela inversa da Transformada de Kirchhoff com a solução obtida via formulação variacional. / This work studies conduction heat transfer considering thermal conductivity as a piecewise constant function of temperature. This relationship, although physically more realistic than assuming constant thermal conductivity, provides a simple explicit form for the inverse of Kirchhoff transformation (employed to deal with the problem non-linearity). An exact solution for a problem with spherical symmetry is presented, as an example. In the sequence, a variational formulation (with demonstrated uniqueness) is proposed. This formulation introduces a functional whose minimization is equivalent to the solution of the problem in the strong form. Finally an exact solution obtained using the inverse of Kirchhoff transformation is compared with the solution obtained via variational formulation.

Este trabalho estuda a transferência de calor por condução considerando a condutividade térmica como uma função constante por partes da temperatura. Esta relação, embora fisicamente mais realista que supor a condutividade térmica constante, permite obter uma forma explícita bem simples para a inversa da Transformada de Kirchhoff (empregada para tratar a não linearidade do problema). Como exemplo, apresenta-se uma solução exata para um problema com simetria esférica. Em seguida, propôe-se uma formulação variacional (com unicidade demonstrada) que introduz um funcional cuja minimização é equivalente à solução do problema na forma forte. Finalmente compara-se uma solução exata obtida pela inversa da Transformada de Kirchhoff com a solução obtida via formulação variacional. / This work studies conduction heat transfer considering thermal conductivity as a piecewise constant function of temperature. This relationship, although physically more realistic than assuming constant thermal conductivity, provides a simple explicit form for the inverse of Kirchhoff transformation (employed to deal with the problem non-linearity). An exact solution for a problem with spherical symmetry is presented, as an example. In the sequence, a variational formulation (with demonstrated uniqueness) is proposed. This formulation introduces a functional whose minimization is equivalent to the solution of the problem in the strong form. Finally an exact solution obtained using the inverse of Kirchhoff transformation is compared with the solution obtained via variational formulation.