Método de frontera

MEMORIAS DEL XV CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM
23 al 25 DE SEPTIEMBRE, 2009 CD. OBREGÓN, SONORA. MÉXICO
A5_92

Método del Elemento Frontera en el estudio de placas sometidas a temperatura
1

H. Terres1 *, J. A. Ortega2, M. Gordon1, J. R. Morales1, A. Lizardi1, A. Lara1,
Departamento de Energía, Área de Termofluidos, UAM-Azcapotzcalco, Av. San Pablo 180, Col. Reynosa Tamaulipas,C. P. 2200, México. D. F., Tel. 5318 9061,
2
Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, SEPI-ESIME Zacatenco, Instituto Politécnico Nacional,
Edif. 5, 3er Piso, C. P. 07738, Col. Zacatenco
tph@correo.azc.uam.mx, oeha430210@hotmail.com, mgs@correo.azc.uam.mx, mgjr@correo.azc.uam.mx
arlr@correo.azc.uam.mx, arlv@correo.azc.uam.mx

RESUMEN
En este trabajo se muestran los resultadospara
el caso de placas cuadradas sometidas a
condiciones de temperatura y flujo de calor en su
frontera.
El método empleado para la generación de
resultados es por medio del Método del elemento
frontera (MEF) y los resultados obtenidos son
comparados con los logrados por medio del
software ANSYS, el cual se basa en el método
del elemento finito (MEFI).
Se muestra que el MEF es un métodomuy
preciso para obtener el comportamiento térmico
en placas, mediante la discretización de la
frontera en las mismas, lo que simplifica su
tratamiento. Con este método, también es posible
obtener valores interiores en estas, lo que hace
mayor la descripción de su comportamiento
térmico.
Los resultados muestran que las diferencias
mayores en los resultados son de 1.7 °C y de 0.2
°C parael MEFI y MEF correspondientemente,
lo que resalta las bondades de este último en la
solución de problemas de transferencia de calor.
ABSTRACT
In this paper results for the case of square
plates subjected to conditions of temperature and
heat flux on its border are showed.
The method used for the generation of results
is via the boundary element method (FEM) and
the results are comparedwith those achieved by
the software ANSYS, which is based on the
finite element method (MEFI).
The MEF is a very accurate method for
obtaining the thermal behavior in plates, by
discretization of the boundary in them, which
simplifies their treatment. With this method, it is
also possible to obtain values in the inner plate,
which makes the greatest description of the
behavior in the sameone.
The results show that major differences in the
results are 1.7 °C and 0.2 ° C for MEFI and MEF
correspondingly, which highlights the benefits of
the latter in solving problems of heat transfer.

ISBN 978-607-95309-1-4

1. NOMENCLATURA
MEF Método del Elemento Frontera
MEFI Método del Elemento Finito
u, T
Temperatura, °C
un, q
Flujo de calor, W/m²
Γ
H, G
P, q

FronteraDominio o región
Matrices
Puntos de localización

1. INTRODUCCIÓN
En muy diversas situaciones es requerido
establecer variables tales como temperatura y
flujo de calor en arreglos varios, lo que en casos
específicos es posible resolver ya sea por
técnicas experimentales o numéricas.
Sin embargo, en la obtención de las soluciones,
no siempre resultan simple el lograr los mejores
resultados,ya sea por la complejidad de los
métodos usados o por las dificultades que
presenta el trabajo experimental para tales fines.
Como una alternativa en el campo de los
estudios numéricos, se ha venido resaltando ya
desde hace tiempo, el Método del Elemento
frontera (MEF) como una técnica que posibilita
la obtención de resultados de una manera precisa
y rápida, dado que para su aplicación serequiere
tan solo de la discretización de la frontera del
dominio a considerar, lo que en gran cantidad de
arreglos prácticos puede ser muy útil, tal y como
en tuberías, estructuras, vigas etc.
Se han realizado trabajos diversos sobre el
MEF buscando en ellos dar elementos que
permitan apreciar sus bondades, alcances y
limitaciones.
Entre estos trabajos se tiene el realizado por
Zhang...