Metodologia para avaliação de incerteza na medição de propriedades termofísicas pelo método flash laser: método de monte carlo aplicado a modelos dinâmicos de saída multivariável
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Armando Albertazzi Gonçalves Júnior
Agenor de Toledo Fleury
Ricardo Alberto Neto Ferreira
Rudolf Huebner
Agenor de Toledo Fleury
Ricardo Alberto Neto Ferreira
Rudolf Huebner
Resumo
O método de Flash do Laser tem se consagrado como método padrão para medição das propriedades termofísicas de sólidos pelo INMETRO, NPL, NIST, PTB e outras organizações internacionais de metrologia. Apesar de inúmeras vantagens, características experimentais inerentes ao método tem se tornado obstáculos para uma coerente expressão do resultado de medição. Neste trabalho foi desenvolvida uma metodologia para avaliação de incertezas na medição de propriedades termofísicaspelo método Flash Laser. Aplicou-se o Método de Monte Carlo a um modelo central de difusão térmica, em meio sólido, considerando condições iniciais e de contorno reais de um modelo físico. Como resultados, as propriedades termofísicas do material e suas respectivas incertezas são estimadas utilizando um modelo estocástico dinâmico desaída multivariável. A validação da metodologia proposta foi realizada utilizando amostras padrão e os valores estimados para os parâmetros físicos associados ao Laboratório de Medições de Propriedades Termofísicas - LMTP do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear CDTN. O resultado final deste trabalho é a definição de uma coerente e robusta metodologia para avaliação de propriedadesestatísticas e propagação de distribuições envolvendo modelos com múltiplos parâmetros de entrada e múltiplas saídas. De uma forma generalizada, esta estrutura metodológica pode realizar a propagação de incertezas de um modelo matemático central para qualquer fenômeno ou processo real.
Abstract
The Laser Flash Method has been considered by INMETRO, NPL, NIST, PTB and other organizations as a standard method for thermal diffusivity measurements. Despite its several advantages, inherent experimental features become obstacles to a coherent expression of the measurement results. In this work, an effective methodology for uncertainty evaluation of thermophysical properties measurements based on the laser flash method is presented. Such methodology is based on Monte Carlo Method (MCM) applied to a central thermal diffusion model that consider all real initial and boundary conditions form a physical model. As results, the material thermophysical properties andassign uncertainties are evaluated by a stochastic, dynamic and multivariate output model. The developed model and methodology was validated by standard samples Method carried out in the LMPT Laboratório de Medição de Propriedades Termofísicas (thermophysical properties measurement laboratory) of the Nuclear Technology Development Center (CDTN/CNEN - Brazil). The definition of a consistent and robust methodology to evaluate statistical properties involving multivariate input and multivariate output quantities of a generic model is the main result in this work. In a generic way, this methodological structure can perform the propagations of uncertainties of a central model for any real phenomenon or process.
Assunto
Método de Monte Carlo, Engenharia mecânica
Palavras-chave
Método de Monte Carlo, Processos dinâmicos, Problemas inversos, Método Flash Laser, Propagação de incertezas, Modelos estocásticos