Neste trabalho, resolve-se nm problema de transferência radiativa dependente do tempo combinando o método espectral e LTSJV. Para tal, expande-se a intensidade angular de radiação dependente do tempo em uma série truncada de polinômios de Laguerre na variável tempo, substitui-se esta expansão no problema de transferência radiativa, toma-se momentos e obtém-se problemas estacionários, que são resolvidos pelo método LTSN. Apresenta-se resultados numéricos para o tempo adimensional variando de 0,1 à 5, a ordem de aproximação na expansão truncada em polinômios de Laguerre, M, variando de 54 a 100 e calcula-se o termo integral que corresponde a fonte pela regra do trapézio considerando-se 10, 20 e 30 pontos. / In this work, the time dependent radiative transfer problem is solved combining the spectral and LTSN methods. To this end, the angular radiation intcnsity is expanded in the time variable, in a truncated Laguerre polynomial series. Replacing this ansatz in the radiative transfer problem taking moments, steady-state problems are obtained, that are solved by the LTSN method. Numerical results are presented for the dimensionless time ranging from 0.1 to 5, the order of approximation of the truncated series in Laguerre polynomials, M, varying from 54 to 100 and the integral term corresponding to the source is evaluated by the trapezoidal rule considering 10, 20 and 30 points.

Neste trabalho, resolve-se nm problema de transferência radiativa dependente do tempo combinando o método espectral e LTSJV. Para tal, expande-se a intensidade angular de radiação dependente do tempo em uma série truncada de polinômios de Laguerre na variável tempo, substitui-se esta expansão no problema de transferência radiativa, toma-se momentos e obtém-se problemas estacionários, que são resolvidos pelo método LTSN. Apresenta-se resultados numéricos para o tempo adimensional variando de 0,1 à 5, a ordem de aproximação na expansão truncada em polinômios de Laguerre, M, variando de 54 a 100 e calcula-se o termo integral que corresponde a fonte pela regra do trapézio considerando-se 10, 20 e 30 pontos. / In this work, the time dependent radiative transfer problem is solved combining the spectral and LTSN methods. To this end, the angular radiation intcnsity is expanded in the time variable, in a truncated Laguerre polynomial series. Replacing this ansatz in the radiative transfer problem taking moments, steady-state problems are obtained, that are solved by the LTSN method. Numerical results are presented for the dimensionless time ranging from 0.1 to 5, the order of approximation of the truncated series in Laguerre polynomials, M, varying from 54 to 100 and the integral term corresponding to the source is evaluated by the trapezoidal rule considering 10, 20 and 30 points.

Neste trabalho, resolve-se nm problema de transferência radiativa dependente do tempo combinando o método espectral e LTSJV. Para tal, expande-se a intensidade angular de radiação dependente do tempo em uma série truncada de polinômios de Laguerre na variável tempo, substitui-se esta expansão no problema de transferência radiativa, toma-se momentos e obtém-se problemas estacionários, que são resolvidos pelo método LTSN. Apresenta-se resultados numéricos para o tempo adimensional variando de 0,1 à 5, a ordem de aproximação na expansão truncada em polinômios de Laguerre, M, variando de 54 a 100 e calcula-se o termo integral que corresponde a fonte pela regra do trapézio considerando-se 10, 20 e 30 pontos. / In this work, the time dependent radiative transfer problem is solved combining the spectral and LTSN methods. To this end, the angular radiation intcnsity is expanded in the time variable, in a truncated Laguerre polynomial series. Replacing this ansatz in the radiative transfer problem taking moments, steady-state problems are obtained, that are solved by the LTSN method. Numerical results are presented for the dimensionless time ranging from 0.1 to 5, the order of approximation of the truncated series in Laguerre polynomials, M, varying from 54 to 100 and the integral term corresponding to the source is evaluated by the trapezoidal rule considering 10, 20 and 30 points.

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Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Expone que la ecuación de transporte radiativa (ETR) modela la interacción de la radiación en un medio donde existen los fenómenos de absorción, dispersión y emisión (medio participante). La ETR en dos dimensiones, es una ecuación diferencial no lineal, que no tiene una solución analítica. Por tanto ella es resuelta en forma numérica. En este trabajo se presenta el método de diferencia finitas – ordenadas discretas, que es unos de los métodos numéricos más empleados en la solución de la ETR y el método de Monte Carlo que es un método estocástico usado en la simulación de la interacción de la radiación con la materia. También se propone una solución iterativa a través del método de diferencias finitas y de una familia sistemas matriciales, que considera una malla regular para la discretización espacial y un conjunto de direcciones distribuidas en forma regular sobre el dominio angular. El método numérico propuesto es validado con resultados obtenidos de la literatura especializada. El interés de este trabajo es obtener una solución con bajo costo en tiempo computacional, que pueda ser usado en la solución de problemas inversos. Se presentan ejemplos aplicativos de la ETR donde se hacen comparaciones de los resultados con el método de diferencias finitas – ordenadas discretas, el método de Monte Carlo, y el propuesto. / Tesis

La ecuación de transferencia radiativa (ETR) modela la interacción de la radiación en un medio donde existen los fenómenos de absorción, dispersión y emisión (medio participante). La ETR en una dimensión es una ecuación diferencial no lineal, que no tiene una solución analítica. Por tanto se resuelve en forma aproximada por métodos numéricos o por el método de Montecarlo. La parte espacial es discretizada por segmentos de línea y la discretización del espacio angular en forma regular. La ETR es aproximada por diferencias finitas, elementos finitos, volúmenes finitos, etc. y es resuelta en forma iterativa para un conjunto de ecuaciones generadas por la discretización del espacio angular.Existen resultados en la literatura especializada en este tema de estudio, que se compararan con los resultados obtenidos en este trabajo. Los algoritmos más empleados en la solución numérica de la ETR son las que tienen bajo tiempo computacional, rápida convergencia. / Trabajo de suficiencia profesional

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Evaluar la radiación infrarroja y la humedad del suelo y su efecto sobre la temperatura mínima superficial en el Observatorio de Huancayo, Junín, para ello se ha utilizado datos observados y un modelo de difusión de calor en el suelo, el intervalo de tiempo estudiado va desde agosto del 2014 a agosto del 2016. En la primera parte de los resultados se muestra la caracterización del ciclo diurno y del ciclo estacional de las principales variables que están relacionadas con los cambios de temperatura superficial, como la precipitación, la radiación infrarroja, radiación Solar, humedad específica del aire, temperatura del aire y finalmente la misma temperatura superficial. Así mismo, se calcula el coeficiente de correlación entre estas variables y la temperatura superficial, de ello se resalta que las temperaturas superficiales por debajo de 0◦C están relacionadas con valores de radiación infrarroja menores a 250 W/m2 y humedad especifica del aire menores a 4.3 g/Kg. Con ayuda del modelo se ha encontrado que el enfriamiento de la superficie del suelo se da mayormente por un déficit radiactivo en invierno, mientras que en verano, además de ello, puede darse por flujos de calor latente y/o sensible. Así mismo, los resultados del modelo a diferentes humedades del suelo sugieren que el aumento de la humedad provoca un incremento de la temperatura superficial, aunque las bajas correlaciones (< 0,56) entre los datos observados de ambas variables sugieren que la respuesta de la temperatura superficial con el aumento de la humedad no es necesariamente inmediata. Finalmente, los resultados del balance de energía superficial durante las noches indican que aun cuando la velocidad del viento sea de ∼1m/s, el flujo de calor sensible y/o latente juega un rol importante en el balance de energía, sobre todo en los meses de primavera, verano e inicio de otoño. / Tesis

[pt] O presente trabalho apresenta um estudo numérico da transferência de energia por radiação e sua interação com as propriedades radiantes cinzas e espectrais dos gases produtos da combustão e da fuligem que são formados em um processo de combustão turbulenta. Assim, utilizam-se sistemas de forno/- queimador que operam em regime de chama não pré-misturada de maneira a avaliar, através da dinâmica dos fluidos computacional (CFD), a influência que exercem os diversos modelos de propriedades radiantes sobre a representação da termoquímica do escoamento reativo. Com o objetivo de identificar as principais características e deficiências que apresentam cada um destes modelos, foram considerados dois cenários. O primeiro, correspondente a um problema de radiação unidimensional de um sistema homogêneo e não isotérmico onde são estudados, modelos de propriedades radiantes (i) disponíveis em um software comercial de CFD e (ii) aqueles que foram implementados neste trabalho. Além disso, foi empregado um código numérico que determina as propriedades radiantes espectrais de gases produtos da combustão e da fuligem através de uma abordagem de banda estreita. Para este fim, este código foi acoplado com o software de CFD. Em seguida, dois queimadores de porte laboratorial são empregados de forma a avaliar a capacidade preditiva dos modelos de propriedades radiantes: o primeiro queima propano gasoso e ar enriquecido com oxigênio e o segundo utiliza querosene líquido e oxigênio como reagentes. Dados experimentais de fluxo de calor radiante e de fração volumétrica da fuligem são utilizados para comparação com os resultados obtidos da simulação. Para ambas as configurações de queimador foi também estudado o modelo de Moss-Brookes para previsão da formação/consumo da fuligem. Os resultados obtidos demonstraram o bom desempenho da maioria dos modelos de propriedades radiantes estudados. Em particular, a abordagem de banda estreita foi o que melhor previu a radiação térmica. Além disso, a sua utilização com o modelo de Moss-Brookes levou à melhor previsão da fração volumétrica da fuligem. / [en] This work presents a numerical study of radiation heat transfer and its interaction with gray and spectral radiation of combustion products and soot that are formed in a turbulent combustion process. Different burner/furnace systems operating in a non-premixed combustion regime were used in order to evaluate, through computational fluid dynamics (CFD), the influence of several radiant properties models. Aiming to identify the key features and shortcomings that exhibit each of these models, two scenarios were considered. The first corresponds to a 1-D radiation problem where radiative properties models of a homogeneous non isothermal system are studied as (i) available CFD commercial software and (ii) those implemented in this work. Moreover, a numerical code was used in order to determine, through a narrow band approach, the spectral radiative properties of soot and combustion products. For this purpose, this code was coupled with the CFD software. Then, two laboratory-scale burners are used to assess the predictive capacity of radiative properties models: the first, burning propane and enriched air oxygen, and the second uses kerosene and oxygen as reactants. Measurements of radiant heat flux and soot volumetric fraction are used for comparison with simulation results. For both configurations, the performance of the Moss-Brookes model for predicting the soot production was also studied. The results of this study demonstrated the good performance of the majority of the radiant properties models studied. Particularly, the narrow band approach was the model that provided the best thermal radiation prediction. Moreover, the combination of the narrow band approach with the Moss-Brookes model lead to the best prediction of soot volume fraction.

Esta tesis está centrada en el modelado de la acústica de salas en espacios cerrados mediante el uso de una ecuación de transferencia radiativa y una ecuación de difusión En este trabajo se investiga cómo a través de estos modelos teóricos se pueden simular el campo sonoro en espacios complejos. Recientemente, el modelo de la ecuación de fusión ha sido prppuesto para ser utilizado en el modelado de la acústica de salas con superficies que reflejan el sonido de forma totalmente difusa. Este enfoque del uso de la ecuación de la disusión de sido intensamente investigado en los últimos años, ya que proporciona una alta eficiencia y flexibilidad para simular las distribuciones del campo sonoro en diferentes tipos de salas; sin embargo, sólo se han realizado unas pocas investigaciones con el objetivo de indagar sobre la precisión y las limitaciones de este método alternativo. Por lo tanto, en primer lugar se presenta un modelo basado en la ecuación de transferencia por radiación siendo meta principal el unificar una amplia gama de métodos geométricos de modelado de acústica de salas. Además, esta tesis está especialmente dedicada a establecer las bases y suposiciones que permitan obtener un modelo de difusión acústica como particularización del modelo de transferencia radiativa con el objetivo de conseguir una descripción clara y adecuada de sus ventajas y limitaciones desde el punto de vista teórico. Este trabajo permite enlazar directamente al modelo de la ecuación de difusión con el grupo de métodos de la acústica geométrica reforzando sus características y permitiendo una adecuada comparación con estos métodos ampliamente reconocidos. Una vez realizado este análisis teórico, esta tesis también se dedica a cuestiones relativas a la implementación numérica del modelo acústico de la ecuación de difusión . En este trabajo, se modela el campo sonoro a través de esquemas en diferencias finitas. Los resultados de este estudio proporcionan soluciones simples y practicas que muestran unos requerimientos computacionales bajos tanto de consumo de memoria como de tiempo. / Navarro Ruiz, JM. (2012). Discrete-time modelling of diffusion processes for room acoustics simulation and analysis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14861

[pt] Estudamos duas classes de equações diferenciais parciais, nomeadamente: uma equação de transferência radiativa e uma equação do calor duplamente não-linear. O primeiro modelo envolve uma equação não-local, na presença de um operador de espalhamento. Estuda-se a boa colocação do problema no semi-plano, no regime peaked. Prova-se um lema de averaging, que produz regularidade interior para o problema, além de regularização fracionária para as derivadas temporais da solução. O segundo conjunto de resultados da tese trata de uma equação de Trudinger com graus de não-linearidade distintos. Aproxima-se este problema pela p-equação do calor e importa-se regularidade da última para a primeira. Como consequência, mostra-se um resultado de regularidade melhorada no contexto não homogêneo. / [en] We consider two classes of partial differential equations. Namely: the radiative transfer equation and a doubly nonlinear model. The former concerns a nonlocal problema, driven by a scattering operator. We study the well-posedness of solutions in the peaked regime, for the half-space. A new averaging lemma yields interior regularity for the solutions and improved fractional regularization for the time derivatives. The second model we examine is a Trudinger equation with distinct nonlinearities degrees. Inspired by ideas launched by L. Caffarelli, we resort to approximation methods and prove improved regularity results for the solutions. The strategy is to relate our equation with p-caloric functions.