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dc.contributor.author
Álvarez Hostos, Juan Carlos
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dc.contributor.author
Tourn, Benjamin Alfredo
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dc.contributor.author
Zambrano Carrillo, Javier Alexander
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dc.contributor.author
Sarache Piña, Alirio Johan
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dc.contributor.author
Rondón Silva, Luis A.
dc.contributor.author
Bencomo, Alfonso Daniel
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dc.contributor.author
Puchi Cabrera, Eli S.
dc.date.available
2024-01-30T12:42:55Z
dc.date.issued
2023-05
dc.identifier.citation
Álvarez Hostos, Juan Carlos; Tourn, Benjamin Alfredo; Zambrano Carrillo, Javier Alexander; Sarache Piña, Alirio Johan; Rondón Silva, Luis A.; et al.; A simple staggered approach for comprehensive analysis of forced convection heat transfer using the improved element-free Galerkin–reduced integration penalty method to solve the fluid dynamics problem; Elsevier; Engineering Analysis With Boundary Elements; 150; 5-2023; 672-696
dc.identifier.issn
0955-7997
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/225188
dc.description.abstract
Forced convection heat transfer problems are successfully solved in this work via a simple staggered approach based on the improved element-free Galerkin (IEFG) formulation, which involves a fluid-dynamic analysis conducted in the framework of Navier–Stokes equations written in terms of velocity via a reduced integration penalty method (RIPM). Subsequently, the velocity field achieved from the solution of the Navier–Stokes equations is used in the IEFG-based solution of the internal energy balance formulated in terms of temperature. The proposed approach is tested in the solution and analysis of forced convection heat transfer problems concerning (i) the simultaneously (thermally and fluid-dynamically) developing flow between parallel plates and, (ii) the confined recirculating flow in non-isothermal lid-driven square cavities (also including viscous dissipation effects). A comprehensive parametric analysis developed in terms of characteristic dimensionless numbers is conducted for both problems, providing reliable benchmark results that will be useful to assess the performance of numerical techniques to model forced convection heat transfer phenomena. The versatility and reliability of the proposed approach are also demonstrated in the solution of a more complex problem with curved geometry, such as the non-isothermal lid-driven semicircular cavity with a circular obstacle. The accuracy and feasibility of solving forced convection heat transfer problems via the mesh-less procedure proposed in this communication are proven by comparison with results achieved via mesh-based techniques, and also with analytical solutions available in the literature. The outcomes demonstrate that the appropriate implementation of such numerical technique allows the achievement of accurate and stable results in a straightforward and remarkably simple manner, even under markedly advection-dominated flow conditions in both thermal and fluid dynamics problems.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Elsevier
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dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
DEVELOPING FLOW
dc.subject
ELEMENT-FREE GALERKIN
dc.subject
FORCED CONVECTION
dc.subject
LID-DRIVEN SQUARE CAVITIES
dc.subject
REDUCED INTEGRATION
dc.subject
VISCOUS DISSIPATION
dc.subject.classification
Matemática Aplicada
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dc.subject.classification
Matemáticas
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dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
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dc.subject.classification
Mecánica Aplicada
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dc.subject.classification
Ingeniería Mecánica
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dc.subject.classification
INGENIERÍAS Y TECNOLOGÍAS
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dc.title
A simple staggered approach for comprehensive analysis of forced convection heat transfer using the improved element-free Galerkin–reduced integration penalty method to solve the fluid dynamics problem
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2024-01-26T11:10:42Z
dc.journal.volume
150
dc.journal.pagination
672-696
dc.journal.pais
Países Bajos
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dc.journal.ciudad
Amsterdam
dc.description.fil
Fil: Álvarez Hostos, Juan Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia Rafaela - Universidad Nacional de Rafaela. Centro de Investigaciones y Transferencia Rafaela; Argentina
dc.description.fil
Fil: Tourn, Benjamin Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia Rafaela - Universidad Nacional de Rafaela. Centro de Investigaciones y Transferencia Rafaela; Argentina
dc.description.fil
Fil: Zambrano Carrillo, Javier Alexander. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Sarache Piña, Alirio Johan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales. Universidad Nacional del Litoral. Centro de Investigaciones en Métodos Computacionales; Argentina
dc.description.fil
Fil: Rondón Silva, Luis A.. Universidad Central de Venezuela; Venezuela
dc.description.fil
Fil: Bencomo, Alfonso Daniel. Universidad Central de Venezuela; Venezuela
dc.description.fil
Fil: Puchi Cabrera, Eli S.. Universidad Central de Venezuela; Venezuela
dc.journal.title
Engineering Analysis With Boundary Elements
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dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1016/j.enganabound.2023.02.047
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