Simulación de la transferencia de calor en entornos urbanos mediante Elementos Finitos.

Abstract

El crecimiento continuo de las ciudades ha llevado a que más de la mitad de la población mundial resida en entornos urbanos en la actualidad. En este contexto, el estudio de los intercambios térmicos en ciudades se ha convertido en un campo de investigación esencial para abordar los desafíos relacionados con la sostenibilidad y el confort en áreas urbanas. En el contexto del estudio de la transferencia de calor en las ciudades se encuentra la tesis de posgrado publicada por José Pedro Aguerre, supervisor de esta tesis, titulada “Radiation techniques for urban thermal simulation with the Finite Element Method”. Este trabajo estableció una metodología basada en el Método de Elementos Finitos y el software Cast3M para analizar los intercambios térmicos en entornos urbanos. A pesar de los avances logrados, la experiencia con el software Cast3M planteó desafíos significativos y limitaciones, lo que motiva la búsqueda de alternativas más eficientes. El objetivo principal de esta tesis es evaluar la utilización de otros paquetes de software de elementos finitos para replicar los resultados obtenidos en la investigación mencionada. Para cumplir dicho objetivo, en primer lugar se evalúan las características de diferentes herramientas de análisis de intercambios térmicos basadas en elementos finitos, y posteriormente, se selecciona una de ellas para llevar a cabo una reconstrucción del modelo geométrico original. En segundo lugar, se ejecutan simulaciones de transferencia de calor para analizar los resultados y compararlos con los obtenidos en el estudio previo. Se estudia la eficiencia del sistema en cuanto a tiempos de ejecución y utilización de recursos computacionales, así como se evalúan los resultados desde un punto de vista analítico mediante gráficos de temperatura y termografías simuladas.