Metodos de elementos finitos y de características para la simulación de la convección natural

Abstract

Esta comunicación se centrará en el estudio de problemas de conveccióon natural. En primer lugar se recordarán los modelos matemáticos implicados en los fenómenos de transporte de un fluido; como caso particular se obtienen los modelos matematicos implicados en los procesos de convección natural. Los modelos se resuelven numéricamente sobre un dominio bidimensional. Dado el carácter evolutivo del problema que se quiere analizar y la importancia de la convección en el mismo, hemos utilizado un método de características de orden dos en combinacion con métodos de elementos finitos, para resolver numéricamente el problema acoplado de las ecuaciones de conservacion de la cantidad de movimiento y de la energía. Para mostrar la eficacia del metodo propuesto se ha resuelto un problema bidimensional de convección natural en una cavidad cuadrada donde las paredes verticales se encuentran a distintas temperaturas. Los resultados obtenidos han sido comparados con los que aparecen en Vahl Davis [3] ] G. de Vahl Davis. Natural convection of air in a square cavity: a benchmark numerical solution. Internat. J. Numer. Methods Fluids, 3:249–64, 1983.