Analisis numerico de secciones radiales en la fundicion de geometrias complejas

Abstract

En el presente trabajo se propone una modificación de la tradicional técnica de Diferencias Finitas introduciendo una analogia entre sistemas térmicos con circuitos eléctricos formados por resistores y capacitores. La técnica numérica de Diferencias Finitas es una de las técnicas mas utilizadas para el desarrollo de modelos que tratan el fenómeno de transferencia de calor, debido principalmente a la visibilidad matemática, a la eficiencia de los resultados y a la facilidad de implementación directa en sistemas físicos reales. Se propone modificar la elaboración de la red de elementos nodales, dando al método a flexibilidad necesaria para su implementación en sistemas de geometrias complejas que involucran partes cilíndricas y esféricas. Para comprobar la eficiencia del modelo, se realizó simulaciones numéricas variando parámetros como el número de elementos de red y el coeficiente de transferencia de calor. Se observó que estos parámetros influyen notablemente en los resultados del modelo.

In this article, a modification of the traditional technique called Finite Differences, done by introducing an analogy between thermal systems and electrical circuits composed by resistors and capacitors, is proposed. The finite difference technique has been widely used in the modeling of heat transfer during solidification due mainly to its flexibility, its efficiency and its easy application to real systems. Modifications in the numerical network giving the method the necessary flexibility to be applied to complex geometries containing cylindrical and spherical sections. To check model predictions several simulations were performed by changing the number of elements from the mesh as well as the heat transfer coefficient. The results showed that the above mentioned parameters can have a significant influence on model predictions.