program PROG3_CFD

! Difusão de Calor Bidimensional Permanente com Geração de Calor

! Versão original 1.0 (27 Out 08)
! Versão atual    1.0 (27 Out 08)
! Última alteração =   29 Out 08

! Autor: Carlos Henrique Marchi (Curitiba, DEMEC/UFPR)

! MODELO MATEMÁTICO (equação diferencial):

!   d2T/dx2 + d2T/dy2 + qg/k = 0

!   T  = temperatura (incógnita e variável primária) (C)
!   x  = coordenada espacial na direção horizontal (m)
!   y  = coordenada espacial na direção vertical (m)
!   qg = taxa de geração de calor por unidade de volume (W/m3)
!   k  = condutividade térmica (W/m.K)
!   Condições de contorno (C.C.) do tipo Dirichlet (T prescrita)
!   Variáveis de interesse:
!     Média da temperatura: Tm (C)
!     Taxa de transferência de calor em x=Lx: qe (W)
!     Taxa de transferência de calor em y=Ly: qn (W)
!     Média da norma l1 do erro numérico de T: Em (C/nó)
!   Solução analítica disponível para:
!     T(0,y) = T(Lx,y) = T(x,0) = qg = 0;
!     T(x,Ly) = sen(pi*x/Lx),
!     onde pi é uma constante matemática e k deve ser constante.
!   Origem do sistema de coordenadas: canto inferior esquerdo;
!     x aumenta da esquerda para direita;
!     y aumenta de baixo para cima.

! MODELO NUMÉRICO

!   Método numérico: volumes finitos
!   Malha bidimensional uniforme por direção
!   Solver: Gauss-Seidel
!   Precisão: dupla
!   Linguagem Fortran 90
!   Aplicativo usado: Microsoft Developer Studio, Fortran PowerStation 4.0
!   Tipo de projeto: Console Application
!   N = número total de volumes de controle reais
!   Tipos de aproximação numérica:
!     Termos difusivos (dT/dx e dT/dy): CDS-2
!     Termo fonte (qg): integração pela regra do retângulo
!     Tm: integração pela regra do retângulo
!     qe e qn: CDS-2 com volume fictício e regra do retângulo
!   Aplicação das condições de contorno com volumes fictícios
!   Volumes fictícios na direção x: i=1 e i=Nx
!   Volumes fictícios na direção y: j=1 e j=Ny
!   Volumes reais na direção x: i=2 a Nx-1
!   Volumes reais na direção y: j=2 a Ny-1
!   Origem do sistema de numeração dos índices i e j: canto inferior esquerdo;
!     i aumenta da esquerda para direita;
!     j aumenta de baixo para cima.
!   Chute inicial de T = valor nulo
!   Os perfis de T são corretos apenas quando se entra com número
!     ímpar de volumes em cada direção
!   Sistema de equações: ap(P)*T(P) = aw(P)*T(P-1)  + ae(P)*T(P+1)
!                                   + as(P)*T(P-nx) + an(P)*T(P+nx) + b(P)
!     onde P = (j-1)*nx + i
!   A solução numérica pode ser obtida para quaisquer valores usados
!     no arquivo de dados; e quaisquer condições de contorno, desde que
!     elas sejam adaptadas dentro do programa-fonte, que está configurado para:
!     T(0,y) = T(Lx,y) = T(x,0) = 0 e T(x,Ly) = sen(pi*x/Lx).
!   Devido ao solver usado, a solução numérica é iterativa.

! ARQUIVOS envolvidos no programa (extensão a prog3_cfd_):
!   fonte.f90 = programa-fonte
!   dados.txt = arquivo de dados do programa
!   Tx.dat    = dados para o gráfico de T(x) em y=Ly/2
!   Ty.dat    = dados para o gráfico de T(y) em x=Lx/2
!   i.dat     = dados para o gráfico das iterações
!   Tx.gnu    = arquivo de comandos para o Wgnuplot gerar gráfico de T(x)
!   Ty.gnu    = arquivo de comandos para o Wgnuplot gerar gráfico de T(y)
!   I.gnu     = arquivo de comandos para o Wgnuplot gerar gráfico de iterações

! Outros arquivos
!   "caso"                = saída principal do programa
!   leia-me_prog3_cfd.txt = dados básicos sobre o programa
!   Notepad.exe           = editor de arquivos de dados e resultados
!   Wgnuplot.exe          = programa gerador de gráfico

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