Solução ADO para a Equação de Transferência Radiativa em Geometria Bidimensional com a Função de Fase na Forma Exata

Autores

  • Maiara Mentges
  • Tiago G. Cortelini
  • Liliane B. Barichello
  • Rudnei D. da Cunha

DOI:

https://doi.org/10.5540/03.2023.010.01.0102

Palavras-chave:

Problemas Bidimensionais de Tranferência Radiativa, Função de Fase Exata, Método ADO-Nodal

Resumo

Neste trabalho, uma solução para o problema de transferência radiativa em geometria cartesiana bidimensional, com a representação da função de fase na forma exata, é proposta. A formulação utiliza o método ADO-Nodal sendo que diferentemente de trabalhos anteriores, onde expansões truncadas em Polinômios de Legendre eram utilizadas para expressar a função de fase, aqui a mesma é representada pela fórmula exata. Meios com grau de anisotropia arbitrário podem ser considerados. Para justificar a relevância do presente estudo a função de fase de Henyey-Greenstein expandida em polinômios de Legendre é comparada com sua formulação exata. Com isso fica evidenciada a vantagem de utilizar a expansão com valores maiores de L para que o erro entre as duas representações seja menor possível. Resultados numéricos foram obtidos para um problema teste e comparados com a resolução via Método de Diferenças Finitas. A potencialidade do método ADO com a função de fase na forma exata fica indicada uma vez que os resultados obtidos apresentaram concordância satisfatória, redução do tempo computacional e maior generalidade na formulação ADO podendo ser aplicada em diferentes áreas.

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Biografia do Autor

Maiara Mentges

Programa de Pós Graduação em Matemática Aplicada, UFRGS

Tiago G. Cortelini

Bacharelado em Matemática, UFRGS

Liliane B. Barichello

Instituto de Matemática e Estatística, UFRGS

Rudnei D. da Cunha

Instituto de Matemática e Estatística, UFRGS

Referências

E. Anderson et al. LAPACK Users’ Guide. Third. Society for Industrial e Applied Mathematics, 1999. doi: 10.1137/1.9780898719604. url: https://epubs.siam.org/doi/abs/10.1137/1.9780898719604.

L. B. Barichello, L. C. Cabrera e J. F. Prolo Filho. “An analytical approach for a nodal scheme of two-dimensional neutron transport problems”. Em: Annals of Nuclear Energy 38.6 (2011), pp. 1310–1317. doi: 10.1016/j.anucene.2011.02.004.

L. B. Barichello, C. B. Picoloto e R. D. da Cunha. “The ADO-nodal method for solving two-dimensional discrete ordinates transport problems”. Em: Annals of Nuclear Energy 108 (2017), pp. 376–385. doi: 10.1016/j.anucene.2017.04.009.

L. B. Barichello, K. Rui e R. D. da Cunha. “On the application of the ADO method to the solution of two-dimensional radiative transfer problems in anisotropic scattering media”. Em: International Journal of Thermal Sciences 179 (2022), p. 107685. doi: 10.1016/j.ijthermalsci.2022.107685.

T. Binzoni et al. “The use of the Henyey–Greenstein phase function in Monte Carlo simulations in biomedical optics”. Em: Physics in Medicine & Biology 51.17 (2006), N313. doi: 10.1088/0031-9155/51/17/N04.

L. Boltzmann. “Weitere studien über das wärmegleichgewicht unter gasmolekülen”. Em: Kinetische Theorie II. Springer, 1872, pp. 115–225.

S. Chandrasekhar. “The theory of axisymmetric turbulence”. Em: Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences 242.855 (1950), pp. 557–577. doi: 10.1098/rsta.1950.0010.

W. M. Cornette e J. G. Shanks. “Physically reasonable analytic expression for the singlescattering phase function”. Em: Applied optics 31.16 (1992), pp. 3152–3160. doi: 10.1364/AO.31.003152.

T. G. Cortelini e L. B. Barichello. “Esquemas de Quadratura na Esfera Unitária: Uma Aplicação em Tomografia Ótica”. Em: Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics 9 (2022).

R. D. Da Cunha. Programação Cientıfica Em Fortran 95. Clube de Autores, 2011.

L. G. Henyey e J. L. Greenstein. “Diffuse radiation in the galaxy”. Em: The Astrophysical Journal 93 (1941), pp. 70–83. doi: 10.1086/144246.

A. D. Klose et al. “Optical tomography using the time-independent equation of radiative transfer—Part 1: forward model”. Em: Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer 72.5 (2002), pp. 691–713. doi: 10.1016/S0022-4073(01)00150-9.

E. E. Lewis e W. F. Miller. Computational methods of neutron transport. John Wiley e Sons, Inc., New York, NY, 1984.

J. R. Lorenzo. Principles of diffuse light propagation: light propagation in tissues with applications in biology and medicine. World Scientific, 2012. doi: 10.1142/7609.

M. F. Modest e S. Mazumder. Radiative heat transfer. Academic press, 2021. doi: 10.1016/C2018-0-03206-5.

K. Rui, L. B. Barichello e R. D. da Cunha. “Recent Studies on Two-Dimensional Radiative Transfer Problems in Anisotropic Scattering Media”. Em: Journal of Computational and Theoretical Transport 49.5 (2020), pp. 233–266. doi: 10.1080/23324309.2020.1806076.

J. K. Shultis e R. E. Faw. Radiation shielding and radiological protection. Springer, 2010, pp. 1313–1448. doi: 10.1007/978-0-387-98149-9_11.

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Publicado

2023-12-18

Edição

Seção

Trabalhos Completos