Métodos implícitos-explícitos para un modelo de convección-difusión-reacción de la propagación de incendios forestales
Autores: Bürger, Raimund; Gavilán, Elvis; Inzunza, Daniel; Mulet, Pep; Villada, Luis Miguel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Métodos implícitos-explícitos para un modelo de convección-difusión-reacción de la propagación de incendios forestales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Técnicas numéricas
Sistema de reacción-difusión-convección
Ecuaciones diferenciales parciales
Incendios forestales
Métodos IMEX-RK
Reconstrucciones WENO
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Se proponen técnicas numéricas para la solución aproximada de un sistema de ecuaciones diferenciales parciales de reacción-difusión-convección que modelan la evolución de la temperatura y la densidad de combustible en un incendio forestal. Estos esquemas combinan métodos Runge-Kutta implícito-explícito lineales (IMEX-RK) y la técnica de descomposición de tipo Strang para manejar adecuadamente el término parabólico no lineal y la rigidez en la parte reactiva. Se aplican reconstrucciones ponderadas esencialmente no oscilatorias (WENO) a la discretización del término de convección no lineal. Los ejemplos se centran en el problema aplicativo de determinar el ancho de una franja cortafuegos para prevenir la propagación de incendios forestales. Los resultados ilustran que el modelo y el esquema numérico proporcionan una herramienta efectiva para definir ese ancho y los parámetros para las estrategias de control de incendios forestales.
Descripción
Se proponen técnicas numéricas para la solución aproximada de un sistema de ecuaciones diferenciales parciales de reacción-difusión-convección que modelan la evolución de la temperatura y la densidad de combustible en un incendio forestal. Estos esquemas combinan métodos Runge-Kutta implícito-explícito lineales (IMEX-RK) y la técnica de descomposición de tipo Strang para manejar adecuadamente el término parabólico no lineal y la rigidez en la parte reactiva. Se aplican reconstrucciones ponderadas esencialmente no oscilatorias (WENO) a la discretización del término de convección no lineal. Los ejemplos se centran en el problema aplicativo de determinar el ancho de una franja cortafuegos para prevenir la propagación de incendios forestales. Los resultados ilustran que el modelo y el esquema numérico proporcionan una herramienta efectiva para definir ese ancho y los parámetros para las estrategias de control de incendios forestales.