Identificação de parâmetros e funções em transferência de calor e massa

Problemas diretos em transferência de calor/massa têm por objetivo a determinação do campo de temperaturas/concentrações, sendo conhecidas a geometria em questão, as propriedades físicas que aparecem na formulação do problema, bem como as condições de contorno e condição inicial. Por outro lado, os problemas inversos em transferência de calor/massa visam determinar uma ou mais de uma das seguintes características: (i) propriedades físicas, por exemplo, condutividade térmica e coeficiente de difusão molecular; (ii) condições de contorno, tal como o fluxo de calor em uma superfície na qual sensores não podem ser localizados, por exemplo, em um pistão em motor de combustão interna; (iii) a geometria do problema, por exemplo, na otimização de perfis aerodinâmicos ou aletas; e (iv) condição inicial. Para tanto, é necessário conhecer-se medidas experimentais de temperatura/concentração. Sendo assim, os problemas inversos podem ser genericamente definidos como aqueles que têm por objetivo determinar "causas", à partir de medidas experimentais dos "efeitos" (por exemplo, temperatura). Na verdade, o estudo de problemas inversos faz parte de um novo paradigma de pesquisa em engenharia, onde as simulações computacional e experimental não são realizadas isoladamente, mas sim de forma interativa, a fim de que o máximo de informação sobre o problema físico em questão seja obtido com as duas análises. Neste seminário são apresentados os resultados obtidos para a estimativa do fluxo de calor proveniente da combustão em um maçarico oxi-acetilênico. Apresenta-se a solução deste problema inverso através de técnicas de estimativa de parâmetros e de estimativa de funções, utilizando-se medidas experimentais de temperatura obtidas em um material com propriedades termofísicas conhecidas. Para a obtenção das propriedades do material, requeridas na formulação matemática do problema, foi utilizado um equipamento baseado no método Flash. Detalhes deste método também são apresentados no seminário.