Transitional Markov Chain Monte Carlo para estimação dos coeficientes de troca térmica de um dissipador térmico com microcanais

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X84238

Palavras-chave:

Problemas conjugados de transferência de calor, Convecção interna, Microcanais, Problemas inversos, Inferência Bayesiana, Método de Monte Carlo via Cadeias de Markov Transicional

Resumo

Este trabalho aborda a metodologia Bayesiana para solucionar um problema inverso de transferência de calor em um dissipador térmico com microcanal. O problema direto envolve o cálculo do perfil de temperatura na placa, assim como a temperatura do fluido que escoa no microcanal, através de um modelo matemático simplificado do sistema físico em questão. O problema direto foi resolvido numericamente através do método de diferenças finitas explícito. O problema inverso em questão consiste em estimar os coeficientes de transferência de calor por convecção do sistema, no contexto da abordagem Bayesiana. O método de amostragem de Monte Carlo via Cadeias de Markov Transicional foi utilizado para amostrar a densidade de probabilidade a posteriori dos parâmetros do modelo. A metodologia proposta foi avaliada a partir de simulações numéricas envolvendo dados de temperatura corrompidos com ruído aditivo e diferentes modelos para os coeficientes de transferência de calor estimados. Também são apresentadas análises numéricas considerando dados observados de temperatura gerados a partir de um modelo completo implementado no software COMSOL Multiphysics. Os resultados apresentados mostram que a metodologia proposta foi capaz de estimar os coeficientes de transferência de calor nos diferentes cenários considerados.

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Biografia do Autor

Lucas da Silva Asth, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Aluno de mestrado no Programa de Pós-Graduaçáo em Modelagem Computacional do Instituto Politécnico - UERJ.

Leonardo Tavares Stutz, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Professor Associado no Instituto Politécnico - UERJ.

Diego Campos Knupp, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Doutorado (2013) em Engenharia Mecânica pela COPPE/UFRJ.

Luiz Alberto da Silva Abreu, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Professor Adjunto no Instituto Politécnico - UERJ.

Bruno Carlos Lugão, Universidade do Estado do Rio de Janeiro

Doutor em Ciências em Modelagem Computacional pelo Instituto Politécnico - UERJ. Atualmente trabalha no Corpo de Bombeiros Militares do Estado do Rio de Janeiro - Secretaria de Estado de Defesa Civil.

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Publicado

2025-01-29

Como Citar

Asth, L. da S., Stutz, L. T., Knupp, D. C., Abreu, L. A. da S., & Lugão, B. C. (2025). Transitional Markov Chain Monte Carlo para estimação dos coeficientes de troca térmica de um dissipador térmico com microcanais. Ciência E Natura, 46. https://doi.org/10.5902/2179460X84238

Edição

Seção

Matemática

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