Evaluación de la difusividad térmica efectiva en el estado transitorio de una geometría fractal para condiciones de temperatura y flujo de calor constantes

Resumen

En este trabajo se comparan dos modelos para calcular la difusividad térmica efectiva usada en simulaciones de fenómenos transitorios con diferencias finitas de medios porosos con geometría fractal del tipo Alfombra de Sierpinsky. Se evalúa la coincidencia entre los resultados obtenidos utilizando estos modelos y simulaciones de elemento finito. Esta comparación se hace para dos condiciones: temperatura constante y flujo de calor constante y para diferentes valores de la porosidad.  La simulación en elemento finito se hace utilizando el software Solidworks (SW) y las simulaciones con diferencias finitas utilizan el enfoque de equilibrio térmico local. Los resultados muestran que dependiendo del fenómeno a simular se puede utilizar alguno de los dos modelos. El modelo utilizado reproduce de manera adecuada el efecto de la porosidad en la evolución temporal de la temperatura, pero la distribución espacial no se ve afectada por este parámetro.