Legado · Validação mecânica · §8.3 / Fig. 6a

Cilindro maciço (Fig. 6a)

Campo térmico separável — modo fundamental em cilindro longo. §8.3 / Figura 6(a).

Artigo: Parte I · DOI rirc.v1n2a007

Material mecânico: Itumbiara — ν=0,20\nu=0{,}20; αT=10×10−6∘C−1\alpha_T=10\times10^{-6}\,^{\circ}\mathrm{C}^{-1}. Difusividade: h2=0,10m2/dh^{2}=0{,}10\,\mathrm{m}^{2}/\mathrm{d} (não confundir com aTa_T). Ideia: T=θ(t)h(𝐱)T=\theta(t)\,h(\mathbf{x}) ⇒ σij=gij(𝐱)S(t)\sigma_{ij}=g_{ij}(\mathbf{x})\,S(t).

Pontos de controle (todos os casos Fig. 6): ref_fig6_pontos_controle.csv.

Esquema

Cilindro maciço

Folha PDF: folha_cilindro_macico.pdf

Quadro de dados

Item Valor
Geometria Cilindro maciço longo, b=1mb=1\,\mathrm{m}
Corte de leitura r/b=0,35r/b=0{,}35
Contorno mecânico σr(b)=0\sigma_r(b)=0; resultante axial nula
Campo h(r)h(r) J0(μ1r/b)J_0(\mu_1 r/b), μ1\mu_1 1ª raiz de J0J_0
θ(t)\theta(t) T0[e−λ(t−t0)−1]T_0[e^{-\lambda(t-t_0)}-1], T0=20∘CT_0=20\,^{\circ}\mathrm{C}, t0=3dt_0=3\,\mathrm{d}
λ\lambda h2μ12/b2h^{2}\mu_1^{2}/b^{2}

Arquivos de entrada

Figuras de saída

Mapas separáveis Validação por contornos

Arquivos de saída

Malha temporal e tolerância

Os CSVs públicos de S(t)S(t) e σθ\sigma_\theta usam age_grid(3, 123, 240) (240 nós de t0=3dt_0=3\,\mathrm{d} a 123d123\,\mathrm{d}). O algoritmo incremental é de ordem ~1 em Δt\Delta t; nessa malha o viés de discretização fica da ordem de 0,2 % ao longo da curva (conferência independente com malha de 61 440 pontos e extrapolação: Sinc(9,05d)S_{\mathrm{inc}}(9{,}05\,\mathrm{d}) publicado −3,6987-3{,}6987 vs convergido −3,6908-3{,}6908; pico σθ\sigma_\theta 0,583250{,}58325 vs 0,582100{,}58210). Um solver de 2ª ordem que concorde com o CSV a ~0,2 % está alinhado à referência publicada nesta malha — não necessariamente a um limite contínuo mais fino.

Como validar

  1. Reproduza gij(r)g_{ij}(r) e confronte com *_g.csv.
  2. Monte ε*=αTθ/(1−ν)\varepsilon^*=\alpha_T\theta/(1-\nu); obtenha S(t)S(t) vs *_S.csv (mesma malha ou declare a sua).
  3. σθ(rcorte,t)=gθS(t)\sigma_\theta(r_{\mathrm{corte}},t)=g_\theta S(t) vs *_sigma_theta_corte.csv.