program PROG1_CFD ! Condução de Calor Linear Unidimensional Permanente em Parede Plana ! com parâmetros constantes ! Versão original 1.0 ( 8 Out 08) ! Versão atual 1.0 ( 8 Out 08) ! Última alteração = 5 Out 09 ! Autor: Carlos Henrique Marchi (Curitiba, DEMEC/UFPR) ! MODELO MATEMÁTICO (equação diferencial): ! d2T/dx2 + qg/k = 0 (equação de Poisson 1D) ! T = temperatura (incógnita e variável primária) (C) ! x = coordenada espacial (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: ! Temperatura no meio do domínio: Tc (C) ! Média da temperatura: Tm (C) ! Taxa de transferência de calor em x=0: q0 (W) ! Taxa de transferência de calor em x=L: qL (W) ! Média da norma l1 do erro numérico de T: Em (C/nó) ! Solução analítica disponível ! Propriedades constantes: qg e k ! MODELO NUMÉRICO ! Método numérico: volumes finitos ! Malha uniforme unidimensional ! Solver: TDMA ! Precisão: dupla ! Linguagem Fortran 90 ! Aplicativo usado: Microsoft Developer Studio, Fortran PowerStation 4.0 ! Tipo de projeto: Console Application ! N = número de volumes de controle reais ! Tipos de aproximação numérica: ! Termo difusivo (d2T/dx2): CDS-2 ! Termo fonte (qg/k): integração pela regra do retângulo ! Tc: se N par, média aritmética dos dois T nodais adjacentes; e ! se N ímpar, valor nodal. ! Tm: integração pela regra do retângulo ! q0 e qL: CDS-2 com volume fictício ! Aplicação das condições de contorno com volumes fictícios (P=0 e P=N+1): ! Sistema de equações: ap(P)*T(P) = aw(P)*T(P-1) + ae(P)*T(P+1) + bp(P) ! ARQUIVOS envolvidos no programa (extensão a prog1_cfd_): ! fonte.f90 = programa-fonte ! dados.txt = arquivo de dados do programa ! T.dat = dados para os gráficos ! T.gnu = arquivo de comandos para o Wgnuplot gerar gráfico de T(x) ! E.gnu = arquivo de comandos para o Wgnuplot gerar gráfico de erro(x) ! ! Outros arquivos ! "caso" = saída principal do programa ! leia-me_prog1_cfd = dados básicos sobre o programa ! Notepad.exe = editor de arquivos de dados e resultados ! Wgnuplot.exe = programa gerador de gráfico ! -----------------------------------------------------------------------------