Autor: Julio Cesar Burlamaqui Vianna (Currículo Lattes)
Resumo
O presente trabalho aborda o problema de resfriamento de corpos sólidos através de cavidades isotérmicas. A geração de calor ocorre internamente ao corpo sólido cujas superfícies externas são adiabáticas. Com base no Princípio Construtal, propõe-se um algoritmo evolutivo que construa uma cavidade apta a maximizar a transferência de calor entre corpo sólido e ambiente. O processo de construção deve ser livre de maneira que progrida (ou se ramifique) em direção aos pontos de máxima temperatura. Utiliza-se como ferramenta para a solução das equações diferenciais parciais o pacote PDETOOL, pertencente ao software Matlab. A estrutura do modelo computacional é composta de duas rotinas: uma principal (que constrói a cavidade) e outra que resolve a equação da difusão térmica. O processo de construção avança elemento a elemento de modo que, a cada etapa, verifica a distância entre os pontos de máxima temperatura e as regiões vizinhas à cavidade. Aquelas que apresentarem menor distância passam a formar novos elementos de cavidade. O trabalho também faz uma análise da influência da complexidade das configurações sobre o desempenho térmico do sistema por meio da parametrização da resolução de formação da cavidade. Outra contribuição está na análise da dependência entre a área da cavidade e a taxa de geração de calor. Neste sentido, as simulações também indicaram que, durante o referido processo de construção, há um valor ótimo de área de cavidade a partir do qual há uma redução do desempenho quanto à dissipação térmica. Dentre os resultados, o mais significativo está no fato do algoritmo proposto ser capaz de construir, espontaneamente, cavidades semelhantes às configurações tratadas anteriormente pela literatura.