Formulación multiescala aplicada a problemas de transferencia y generación de calor

S TORO; A E. HUESPE; P.J. SÁNCHEZ; GIUSTI S.; F. DUDA

Córdoba

Congreso; ENIEF 2016, XXII Congreso sobre Métodos Numéricos y sus Aplicaciones; 2016

AMCA

class="Apple-interchange-newline"><En este trabajo se desarrolla una formulación multiescala aplicada a problemas de transferencia de calor que incluyen fuentes térmicas dependientes de la temperatura. La metodología se basa enel concepto de Volumen Representativo Elemental (RVE), dominio sobre el cual se modela una microestructura heterogénea. Mediante procedimientos de homogeneización, se caracteriza la conductividadtérmica, la capacidad calorífica y los términos de generación de calor efectivos, del material en la macroescala. Para el desarrollo de la formulación se sigue un procedimiento axiomático, basado en treshipótesis a partir de la cuales se obtienen los procedimientos de homogeneización del flujo de calor yla fuente de calor en la macroescala, como también el tipo de problema térmico a resolver en la microescala. Las hipótesis mencionadas consisten en las siguientes definiciones: (i) la temperatura en lamicroescala en función de variables térmicas de la macroescala más términos fluctuantes sólo visiblesen la microescala; (ii) la equivalencia entre las variables térmicas en la macroescala y la microescala(admisibilidad térmica) y (iii) la equivalencia energética entre la macroescala y la microescala a partirde un principio de potencias virtuales (admisibilidad energética). En particular se estudian dos posiblesalternativas para postular el concepto de la admisibilidad energética, ya que justamente sobre este puntosurgen cuestiones fundamentales por analizar. En forma convencional se utiliza un principio energéticobasado en la expresión del balance de energía. Sin embargo, autores como P. Podio Guiduli (en A virtualpower format for thermomechanics, 2009) han sugerido otra forma de escribir el principio de potenciasvirtuales, basado en el balance de entropía y en el concepto de desplazamiento térmico. La adopciónde un punto de partida u otro deriva en dos modelos multiescalas diferentes. En este trabajo se analizaespecialmente este aspecto del problema, en términos de las consecuencias obtenidas para cada planteo,el sentido físico de los resultados y la consistencia termodinámica.