Simulação da Equação de Burgers Invíscida e Estocástica

Autores

  • Ardson dos Santos Vianna Jr. USP
  • Rafael Giglio Gomes Universidade de São Paulo, Escola Politécnica, Departamento de Engenharia Química, Brasil
  • M Reis Universidade de São Paulo, Escola Politécnica, Departamento de Engenharia Química, Brasil

Palavras-chave:

EDP estocástica, Python, Trajetória amostral

Resumo

A equação de Burgers é o primeiro passo para resolver a equação de Navier-Stokes, equação fundamental no estudo de fluidodinâmica computacional. Mesmo a versão invíscida da equação de Burgers resulta em uma equação diferencial parcial não linear, que deve ser resolvida com a devida abordagem. Neste trabalho, a equação de Burgers invíscida e estocástica é resolvida. O método de Euler explícito foi usado para integrar o tempo, gerando um algoritmo em marcha. Para o espaço, foi utilizada a fórmula de diferenças finitas backward. A aleatoriedade foi inserida através de um processo de Wiener no tempo. Os parâmetros avaliados aqui são parte do trabalho de Aksan e Özdeş (2004), que foi usado para verificar o modelo determinístico. Através deste trabalho, a não linearidade e a aleatoriedade da equação de Burgers foram resolvidas, possibilitando a progressão para a solução de modelos mais complexos. Os resultados da simulação são trajetórias amostrais que representam os perfis de velocidades com oscilações estocásticas, fenômeno físico que ocorre na natureza.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

Aksan, E.N., and Özdeş A. A numerical solution of Burgers' equation. Appl. Math. Comput. 2004, 156.2, 395-402. https://doi.org/10.1016/j.amc.2003.07.027

Babu, A., Han, B., and Asharaf, N. Numerical solution of the viscous burgers’ equation using localized differential quadrature method. Partial Differ. Equ. Appl. Math. 2021, 4, 100044 https://doi.org/10.1016/j.padiff.2021.100044

Mukundan, V., and Awasthi, A. Efficient numerical techniques for Burgers’ equation. Appl. Math. Comput 2015, 262, 282-297. https://doi.org/10.1016/j.amc.2015.03.122

Bianchi, L. A., and Flandoli, F. Stochastic Navier-Stokes equations and related models. Milan J. Math. 2020, 88, 225-246. https://doi.org/10.1007/s00032-020-00312-9

Bertini, L., Cancrini, N., and Jona-Lasinio, G. The stochastic Burgers equation. Commun. Math. Phys. 1994,165, 211-232. https://doi.org/10.1007/BF02099769

Vianna Jr., A. S., and Nichele, J. Modeling an annular flow tubular reactor. Chem. Eng. Sci. 2010, 65.14, 4261-4270. https://doi.org/10.1016/j.ces.2010.04.016

Nakama, C. S. M., Siqueira, A. F., and Vianna Jr., A. S. Stochastic axial dispersion model for tubular equipment. Chem. Eng. Sci. 2017, 171, 131-138. https://doi.org/10.1016/j.ces.2017.05.024

Vianna Jr., A.S. Equações Diferenciais Uma visão intuitiva usando exemplos. Editora Blucher, São Paulo, 2021.

Vianna Jr., A.S., Oliveira, C. J. Equações Diferenciais Estocásticas na Engenharia Química. VETOR 2020, 30(2), 14-21. https://doi.org/10.14295/vetor.v30i2.12971

Kloeden, P. E., Platen, E., Schurz, H. Numerical solution of SDE through computer experiments, Springer Science & Business Media, 2002.

Gaines, J. G. Numerical experiments with S(P)DE's. London Mathematical Society Lecture Note Series, 1995, 55-71.

Gubinelli, M., and Perkowski, N. The infinitesimal generator of the stochastic Burgers equation. Probability Theory and Related Fields 2020, 178(3-4), 1067-1124. https://doi.org/10.1007/s00440-020-00996-5

Downloads

Publicado

2024-01-31

Como Citar

dos Santos Vianna Jr., A., Gomes, R. G., & Reis, M. (2024). Simulação da Equação de Burgers Invíscida e Estocástica. Revista Interdisciplinar De Pesquisa Em Engenharia, 9(2), 9–14. Recuperado de https://periodicos.unb.br/index.php/ripe/article/view/52165