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dc.contributor.authorNolasco Serna, Christian
dc.contributor.authorAfanador García, Nelson
dc.contributor.authorGuerrero Gómez, Gustavo
dc.coverage.spatialColombiaen_US
dc.date.accessioned2025-10-22T14:27:39Z
dc.date.available2025-10-22T14:27:39Z
dc.date.issued2022-08-27
dc.identifier.issn1742-6596en_US
dc.identifier.urihttps://repositorioinstitucional.ufpso.edu.co/xmlui/handle/20.500.14167/5860
dc.description.abstractEl desarrollo de un marco matemático para modelar los fenómenos de conducción de calor en presencia de efectos radiactivos es bien conocido. La importancia del estudio de la conducción de calor en relación con los efectos radiactivos es relevante en diversas aplicaciones de ingeniería, como la combustión, la ciencia de los materiales, la mecánica de fluidos y otras áreas. Esta investigación se basa en el modelo matemático de la ecuación del calor para estudiar el fenómeno físico de la transferencia de calor a lo largo de una barra metálica con lados ligeramente aislados, bajo el efecto de la radiación libre. Para calcular la función de temperatura que permite modelar el proceso de transferencia de calor a lo largo de la barra, se construye paso a paso la solución de la serie de Fourier. Además, se proporciona un método alternativo para calcular la temperatura mediante el método numérico explícito. El cálculo de la temperatura a lo largo de la barra se compara mediante métodos analíticos y numéricos, calculando el error porcentual, y se grafican diferentes perfiles de temperatura para verificar la compatibilidad de ambos enfoques. Los métodos desarrollados a lo largo de la investigación pueden extenderse a otros tipos de fenómenos físicos que son útiles en la investigación y la docencia relacionadas con la ingeniería, como la mecánica de fluidos y la transferencia de calor.en_US
dc.language.isoengen_US
dc.relationhttps://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/2102/1/012015/metaen_US
dc.titleComparación de métodos analíticos y numéricos en la modelización del fenómeno físico de conducción de calor con radiación libreen_US
dc.title.translatedComparison of analytical methods and numerical methods in modeling the physical phenomenon of heat conduction with free radiationen_US
dc.contributor.cvlacChristian Nolasco Serna [0000016699]en_US
dc.contributor.cvlacNelson Afanador García [0000226920]en_US
dc.contributor.cvlacGustavo Guerrero Gómez [0001413037]en_US
dc.contributor.googlescholarChristian Nolasco Serna [DriRZs4AAAAJ]en_US
dc.contributor.googlescholarNelson Afanador García [8Uk1lqUAAAAJ]en_US
dc.contributor.googlescholarGustavo Guerrero Gómez [La8nZsAAAAAJ]en_US
dc.contributor.orcidChristian Nolasco Serna [0000-0001-6923-3388]en_US
dc.contributor.orcidNelson Afanador García [0000-0001-5463-2036]en_US
dc.contributor.orcidGustavo Guerrero Gómez [0000-0002-4316-7113]en_US
dc.contributor.researchgateChristian Nolasco Serna [Christian-Serna-2]en_US
dc.contributor.researchgateNelson Afanador García [Nelson-Afanador]en_US
dc.contributor.scopusChristian Nolasco Serna [57212415000]en_US
dc.contributor.scopusNelson Afanador García [57202680756]en_US
dc.contributor.scopusGustavo Guerrero Gómez [57205119123]en_US
dc.description.abstractenglishThe development of mathematical setting for modeling heat conduction phenomena in the presence of radioactive effects is well known. The importance in the study of heat conduction in relation to radioactive effects is relevant in several engineering applications such as combustion, materials science, fluid mechanics and other areas. This research is based on the mathematical model of the heat equation to study the physical phenomenon of heat transfer along a metal bar with slightly insulated sides with the effect of free radiation. To calculate the temperature function that allows modeling the heat transfer process along the bar, the Fourier series solution is constructed step by step, in addition an alternative method of calculating the temperature by using the explicit numerical method is given. The calculation of the temperature along the bar is compared by analytical and numerical method by computing the percentage error and different temperature profiles are plotted to verify the fit of the two approaches. The methods developed throughout the research can be extended to other types of physical phenomena that are useful in related research and in education in engineering subjects such as fluid mechanics and heat transfer.en_US
dc.subject.proposalComparaciónen_US
dc.subject.proposalmétodos analíticos y numéricosen_US
dc.subject.proposalfenómeno físico de conducciónen_US
dc.subject.proposalradiación libreen_US
dc.subject.keywordsComparisonen_US
dc.subject.keywordsanalytical and numerical methodsen_US
dc.subject.keywordsphysical phenomenon of conductionen_US
dc.subject.keywordsfree radiationen_US
dc.publisher.facultyFacultad ingenieríasen_US
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/ARTen_US
dc.relation.referencesLevenspiel O 1984 Engineering Flow and Heat Exchange (Boston: Springer)en_US
dc.relation.referencesNolasco C, Guerrero Gómez G, Gómez J A 2019 Mathematical model of firing process of Ladrillera Ocaña, Colombia Journal of Physics: Conference Series 1408(1) 012017:1en_US
dc.relation.referencesNolasco C, Jacome N J, Hurtado N A 2019 Solution by numerical methods of the heat equation in engineering applications. Mathematical A case of study: Cooling without the use of electricity Jornal of Physics: Conference Series 1388(1) 012017:1en_US
dc.relation.referencesKays W M 1980 Convective Heat and Mass Transfer (New York: McGraw-Hill)en_US
dc.relation.referencesStasiek J, Collins M 1993 Radiant and convective heat transfer for flow of a radiation gas in a heated/cooled tube with a grey wall Journal of Heat and Mass Transfer 36(14) 3633en_US
dc.relation.referencesKim D, Viskanda R 1984 Heat transfer by conduction, natural convection and radiation across a rectangular cellular structure International Journal of Heat and Fluid Flow 5(4) 205en_US
dc.relation.referencesLeVeque R 2007 Finite Difference Methods for Ordinary and Partial Differential Equations (Philadelphia: Siam)en_US
dc.relation.referencesGao D 1999 Numerical solution for a heat conduction problem Communications in Heat and Mass Transfer 26(2) 209en_US
dc.relation.referencesArpaci V 1966 Conduction Heat Transfer (London: Addison-Wesley)en_US
dc.relation.referencesConstanda C 2016 Solution Technique for Elementary Partial Differential Equations, third edition (New York: CRC press)en_US
dc.relation.referencesHillen T, Leonard I H, Van Roessel H 2012 Partial Differential Equations Conduction Heat Transfer (New Jersey: John Wiley & Sons)en_US
dc.relation.referencesCarslaw H S, Jaeger J C 1959 Conduction of Heat in Solids (New York: Oxford University Press)en_US
dc.identifier.DOI10.1088/1742-6596/2102/1/012015en_US


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