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[Equação diferencial parcial] Ajuda para solução de EDP

[Equação diferencial parcial] Ajuda para solução de EDP

Mensagempor GustavoArtur » Qui Set 22, 2011 14:24

Olá a todos,

Sou novo no fórum e gostaria que algum me ajudasse a encontrar a solução de uma equação diferencial parcial linear de primeira ordem.
Vou começar descrevendo o problema: tenho duas equações diferenciais que descrevem a dinâmica de um trocador de calor solar, porém a que tenho interesse em encontrar a solução é a seguinte:

{A}_{i} \rho C\frac{\partial T}{\partial t}+q\rho C \frac{\partial T}{\partial x}={D}_{i}{h}_{i}({T}_{w}-T)

as seguintes variáveis são constantes:
{A}_{i}, \rho, C, q, {D}_{i}, {h}_{i}, {T}_{w}.

a variação esta em T.
Tentei fazer a resolução por um método que encontrei no livro: elements of mathematical ecology, onde se separa a solução em um produto de termos no tempo e espaço: n(x,t)=S(x)T(t). Neste caso tem-se T(x,t)=S(x)T(t).
Com isto fiz a substituição na equação original, porém, não consegui arranjar a equação com os termos com derivadas no tempo de um lado e derivadas no espaço no outro, como sugere o autor. Gostaria, se possível, que alguem me ajudasse dando dicas ou até mesmo indicando algum material para eu me basear para encontrar a solução.

att, Gustavo
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Re: [Equação diferencial parcial] Ajuda para solução de EDP

Mensagempor LuizAquino » Qui Set 22, 2011 23:48

GustavoArtur escreveu:{A}_{i} \rho C\frac{\partial T}{\partial t}+q\rho C \frac{\partial T}{\partial x}={D}_{i}{h}_{i}({T}_{w}-T)

as seguintes variáveis são constantes:
{A}_{i},\rho, C, q, {D}_{i}, {h}_{i}, {T}_{w}.

a variação esta em T.
Tentei fazer a resolução por um método que encontrei no livro: elements of mathematical ecology, onde se separa a solução em um produto de termos no tempo e espaço: n(x,t)=S(x)T(t).


Como você mesmo já notou, não é possível resolver essa EDP através do método de separação de variáveis.

Nesse caso, você precisa aplicar o método das características.

Abaixo seguem duas referências onde você pode obter mais informações sobre esse método. Entretanto, com um pesquisa pela internet você deve encontrar outros materiais.

Pinchover, Yehuda; Rubinstein, Jacob. An Introduction to Partial Differential Equations. New York: Cambridge University Press, 2005. 384 p.

The Method of Characteristics with applications to Conservation Laws
http://www.scottsarra.org/shock/shock.html
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Re: [Equação diferencial parcial] Ajuda para solução de EDP

Mensagempor MarceloFantini » Sex Set 23, 2011 00:19

Eu me lembro que no livro Methods of Mathematical Physics do autor Richard Courant há vários métodos para resolução de EDPs, pode ser que encontre algum jeito lá. É um livro difícil, já fica o aviso.
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Re: [Equação diferencial parcial] Ajuda para solução de EDP

Mensagempor GustavoArtur » Sex Set 23, 2011 12:58

ok, Vou tentar encontrar a solução pelo metodo das caracteristicas. Em breve posto a resposta se eu conseguir encontrar a solucao.
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Simplifique a expressão com radicais duplos abaixo:

\frac{\sqrt[]{\sqrt[4]{8}+\sqrt[]{\sqrt[]{2}-1}}-\sqrt[]{\sqrt[4]{8}-\sqrt[]{\sqrt[]{2}-1}}}{\sqrt[]{\sqrt[4]{8}-\sqrt[]{\sqrt[]{2}+1}}}

Resposta:
Dica:
\sqrt[]{2} (dica : igualar a expressão a x e elevar ao quadrado os dois lados)


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É só fazer a dica.


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Olá,

O resultado é igual a 1, certo?