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XIII Conferência Científica-2025

MODELACÃO MATEMÁTICA APLICADA A PROCESSOS DE COMBUSTÃO: AVANÇOS NA TEORIA DE MODELAÇÃO DA COMBUSTÃOG. J. Timbe, Universidade Eduardo Mondlane, Departamento de Matemática e Informática, Moçambique, gersontimbe76@gmail.comE. V. M. Alves, Instituto Superior de Ciências e Tecnologia de Moçambique, Departamento de Métodos Quantitativos, Moçambique, ealves@isctem.ac.mz16-19 setembro 2025Introdução:A teoria de modelação da combustão é uma área da ciência dedicada ao desenvolvimento de modelos matemáticos e computacionais capazes de descrever e prever os processos de combustão — fenômenos que ocorrem quando um combustível reage com um oxidante, geralmente o oxigênio do ar. Nesta pesquisa, os conceitos fundamentais da combustão são aplicados à modelação da combustão ideal em uma câmara de combustão de um motor a jacto. As equações diferenciais que regem o fenômeno da combustão, como as equações de conservação de energia e de espécies químicas, são abordadas e resolvidas numericamente para descrever do fenômeno dentro da câmara.Objectivos:Prever os perfís de injecção e consumo da mistura ar-combustível, bem como a variação da temperatura causada pelo processo de combustão ideal na câmara de combustão de um motor a jacto (motor a reacção) fazendo o uso de modelos Físico-Matemáticos.Metodologia:Foram aplicados princípios cinéticos e termodinâmicos e usadas equações diferenciais parciais que regem o escoamento de fluidos reactivos. Essas equações foram resolvidas numericamente pelo método de diferenças finitas.Resultados:Os modelos desenvolvidos foram testados sob diferentes condições de operação (campos de velocidade constante e variável, em diferentes malhas numéricas). Os resultados foram comparados entre si e com dados da literatura, apresentado boa concordância. O modelo com campo de velocidade variável mostrou previsões realistas quando comparado ao campo de velocidade constante.Conclusões:A modelação matemática demonstrou ser uma importante ferramenta de ligação entre problema-solução na análise de sistemas de combustão, contribuindo para o desenvolvimento de sistemas térmicos mais eficientes. Verificou-se que a implementação computacional para a obtenção de soluções mais realistas por meio de modelos matemáticos exige um poder computacional ainda mais elevado, devido ao custo computacional das simulações, o que poderá ser viabilizado com o contínuo avanço das tecnologias de processamento computacional.Palavras-chave: Combustão, Modelação Matemática, Métodos numéricos, Simulação computacional.