Holow 1-D cylinders with heat generation: a sufficiently general approach to solving problems with a time variable Dirichlet condition

Authors

  • Jorge Corrêa de Araújo Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Faculdade de Formação de Professores (FFP), Departamento de Matemática (DMAT), São Gonçalo, RJ, Brasil https://orcid.org/0000-0002-1015-6311
  • Rosa María García Márquez Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Faculdade de Formação de Professores (FFP), Departamento de Matemática (DMAT), São Gonçalo, RJ, Brasil https://orcid.org/0000-0003-3465-569X

DOI:

https://doi.org/10.35819/remat2021v7i1id4638

Keywords:

Hollow Cylinder, Bessel Functions, Green’s Function Method, Approximated General Solution

Abstract

In this work, a sufficiently approximated general solution to transient heat conduction problems in 1-D cylindrical geometry, with heat generation and time variable Dirichlet conditions, was presented using the Green’s function method. An important integral involving Bessel functions, that is part of the solution, has been solved in detail here. The results obtained from the use of this solution, when applied in some particular cases of practical interest, were aligned with the solutions reported by the literature. We have adopted, in this sense, a methodology that consists of addressing a non-homogeneous problem solution with non-homogeneous boundary conditions in a non-homogeneous problem solution with homogeneous border conditions and two more stationary solutions related to the given Dirichlet conditions. As a result, the solution obtained has no problems of convergence at the boundaries of the cylindrical region with the temperature prescribed conditions.

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Author Biographies

  • Jorge Corrêa de Araújo, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Faculdade de Formação de Professores (FFP), Departamento de Matemática (DMAT), São Gonçalo, RJ, Brasil
  • Rosa María García Márquez, Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Faculdade de Formação de Professores (FFP), Departamento de Matemática (DMAT), São Gonçalo, RJ, Brasil

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Published

2021-06-30

Issue

Section

Mathematics

How to Cite

Holow 1-D cylinders with heat generation: a sufficiently general approach to solving problems with a time variable Dirichlet condition. REMAT: Revista Eletrônica da Matemática, Bento Gonçalves, RS, v. 7, n. 1, p. e3015, 2021. DOI: 10.35819/remat2021v7i1id4638. Disponível em: https://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMAT/article/view/4638.. Acesso em: 19 nov. 2024.

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