Estimativa de Parâmetros e Solução de um Problema de Transferência de Calor Utilizando Métodos de Otimização Modificados
DOI:
https://doi.org/10.5540/tcam.2022.023.01.00155Keywords:
Transferência de Calor, Método das Diferenças Finitas, Luus-Jaakola, Algoritmo de Colisão de Partículas.Abstract
Neste artigo é realizada a estimativa de parâmetros e solução de um problema de transferência de calor, onde os resultados numéricos são comparados com dados experimentais obtidos na literatura. O modelo matemático é resolvido numericamente utilizando o Método das Diferenças Finitas (MDF) com formulações explícita e implícita. Já a estimativa dos parâmetros é feita utilizando os métodos de otimização estocástica Luus-Jaakola (LJ) e Algoritmo de Colisão de Partículas (do inglês, Particle Collision Algorithm - PCA), bem como modificações propostas nos referidos métodos. Os resultados obtidos foram satisfatórios tendo as modificações apresentado uma redução do número de avaliações da função objetivo (NAF) necessários para encontrar os parâmetros de interesse, bem como possibilitou um bom ajuste entre as temperaturas obtidas experimentalmente e resultados numéricos, motivando novas aplicações em problemas de mesma natureza.
References
R. E. Sonntag and C. Borgnakke, Fundamentals of thermodynamics, vol. 8.
Wiley New York, 2013.
L. C. Jen, G. Rissetti, A. G. Ferreira, H. A. Yamagushi, and L. F. Coelho,
“Aplicativo visual para problemas de transferência de calor,” Directory of Open
Access Journals, vol. 4, pp. 385–390, 2006.20
J. A. Cuminato and M. M. Júnior, Discretização de Equações Diferenciais Parciais: Técnicas de Diferenças Finitas. 1 ed., Brasil: SBM, 2013.
L. F. S. Carollo, Predição de Pontos Críticos de Misturas Termodinâmicas.
PhD thesis, Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, MG, 2010.
S. Arenales and A. Darezzo, Cálculo Numérico: Aprendizagem com o Apoio de
Software. 2 ed., Brasil: Cengage Learning, 2015.
A. J. Pereira, N. H. Lisboa, and J. H. D. Filho, “Análise da estabilidade do
método explícito para discretização de equações diferenciais parabólicas por
meio de diferenças finitas,” Rev. Elet. Paulista de Matemática, vol. 11, 2017.
A. J. S. Neto, J. C. Becceneri, and H. F. C. Velho, Inteligência Computacional
Aplicada a Problemas Inversos em Transferência Radiativa. Brasil: EdUERJ,
R. Luus and T. H. I. Jaakola, “Optimization by direct search and systematic reduction of the size of search region,” American Institute Chemical Engineering, vol. 19, pp. 760–766, 1973.
W. F. Sacco and C. R. E. Oliveira, “A new stochastic optimization algorithm
based on a particle collision metaheuristic,” 6th World Congresses of Structural and Multidisciplinary Optimization, 2005.
W. R. Telles, Previsão do comportamento hidráulico de um rio com base na
estimativa de coeficientes que controlam seu escoamento. Estudo de caso: Rio
Bengalas. PhD thesis, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, RJ, 2014.
F. S. Lobato, G. M. Alemida, and C. F. Fernandes, “Algoritmo de colisão de
partículas aplicado ao projeto de sistema de engenharia,” Simpósio de Pesquisa Operacional e Logística da Marinha, 2010.
E. F. P. Luz, J. C. Becceneri, and H. F. C. Velho, “Uma nova metaheurística baseada em algoritmo de colisão de múltiplas partículas,” IX Simpósio de
Mecânica Computacional, 2008.
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