Um método para caracterização geométrica de materiais porosos com propriedades difusivas funcionalmente gradativas pré-especificadas

Abstract

O presente trabalho abordou um método de caracterização geométrica de materiais porosos a fim de se obter propriedades difusivas funcionalmente gradativas. O objetivo do trabalho é a obtenção de curvas de condutividade resultantes de distribuições de poros segundo uma probabilidade exponencial. Para tal, o material base foi discretizado em um domínio no qual posteriormente foi dividido em quatro sub-regiões. Nestas sub-regiões se pressupõe válida a teoria de campos médios e calculando-se o EVR da seção se analisou cada EVR em um problema de transferência de calor. Utilizando o método de elementos de contorno, calculam-se os coeficientes de condutividade térmica efetivo de cada região e utilizando funções de base radial, determinou-se a influência dos parâmetros da distribuição exponencial de poros nas propriedades de interesse. Os resultados obtidos fornecem curvas aproximadas para o comportamento da propriedade difusiva, de modo a servir de guia para construção de materiais com propriedades especificadas de condutividade.

The present work addresses a method of geometric characterization of porous materials in order to obtain functionally gradative diffuse properties. The objective of this work is to obtain curves for the conduction coefficient resulting of a distribution of porous according to an exponential probability. For such, the base material is discretized into a domain in which subsequently is divided into four sub-regions. In this sub-regions it’s assumed validity of the theory o mean fields and calculating an RVE of the section, it was analyzed each REV in a heat transfer problem. Using the boundary element method, the effective thermal conductivity coefficient is evaluated for each region and using radial basis function, it is obtained the influence of the parameters for the exponential distribution of porosity, for the proprieties of interest. The obtained results provide approximate curves for the behavior of the diffuse properties, in order to serve as a guide for the construction of materials with pre-specified properties.