Modelo numérico de elementos finitos para la simulación de conducción de calor en placas perforadas de metal y materiales compuestos tipo carbono-carbono

Resumen

En este trabajo se presenta un modelo numérico basado en el método de los elementos finitos (FEM) para la simulación de la conducción de calor en placas perforadas de metal y de material compuesto de fibras de carbono. Para esto, se propone un modelo matemático que consistió en un problema de frontera tipo Robín para el operador de Helmholtz y se demuestra que está bien planteado en el sentido de distribuciones. El modelo numérico se obtuvo por medio del problema variacional equivalente y su discretización usando el elemento finito de Courant para un tamaño h de la malla de elementos finitos. La aproximación numérica fue del orden h respecto a la norma H1 y de orden h2 respecto a la norma L2. Se realizaron simulaciones numéricas mediante un código numérico en MATLAB y acá, se visualizaron los perfiles de temperaturas de algunos problemas de prueba en los que se supone una perforación regular en placas de metal y materiales de fibras de carbono.