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Redes Neuronales Informadas por la Física Profunda para la Transferencia de Calor por Convección Forzada Estratificada en Flujo de Couette Plano: Hacia Proyecciones Climáticas Sostenibles en Capas Límite Atmosféricas y Oceánicas

Autores: Haddout, Youssef; Haddout, Soufiane

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Redes Neuronales Informadas por la Física Profunda para la Transferencia de Calor por Convección Forzada Estratificada en Flujo de Couette Plano: Hacia Proyecciones Climáticas Sostenibles en Capas Límite Atmosféricas y Oceánicas


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Profundo
PINNs
Convección forzada estratificada
Flotabilidad
Número de Richardson
Régimen laminar

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Utilizamos redes neuronales informadas por la física (PINNs) profundas para simular la convección forzada estratificada en el flujo de Couette plano. Este proceso es crítico para las capas límite atmosféricas (ABL) y las termoclinas oceánicas bajo el calentamiento global. La ecuación de energía aumentada por flotabilidad se resuelve bajo dos condiciones de contorno: Aislado-Flujo (calentamiento de una sola pared) y Flujo-Flujo (calentamiento simétrico de dos paredes). La estratificación se parametriza mediante el número de Richardson (Ri[-1,1]), que representa perturbaciones térmicas de +/-2 grados Celsius. Empleamos un modelo desacoplado (perfil de velocidad lineal) válido para flujos de bajo número de Reynolds, dominados por cizallamiento. En consecuencia, este enfoque no captura la dinámica acoplada completa donde la flotabilidad modifica el campo de velocidad, limitando los resultados al régimen laminar. Contribución novedosa: Esta es la primera PINN profunda que converge de manera robusta en flujos rígidos acoplados por flotabilidad (Ri).

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