Ecuación de convección-difusión
La ecuación de convección-difusión es una combinación de las ecuaciones de difusión y convección ( advección ), y describe fenómenos físicos en los que las partículas, la energía u otras cantidades físicas se transfieren dentro de un sistema físico debido a dos procesos: difusión y convección . Dependiendo del contexto, la misma ecuación puede llamarse ecuación de advección -difusión, ecuación de deriva -difusión , [1] o ecuación de transporte escalar (genérica) . [2]
En una situación común, el coeficiente de difusión es constante, no hay fuentes ni sumideros, y el campo de velocidad describe un flujo incompresible (es decir, tiene divergencia cero ). Entonces la fórmula se simplifica a: [5] [6] [7]
De esta forma, la ecuación de convección-difusión combina ecuaciones diferenciales parciales tanto parabólicas como hiperbólicas .
En material que no interactúa, D=0 (por ejemplo, cuando la temperatura está cerca del cero absoluto , el gas diluido tiene una difusividad de masa casi nula ), por lo que la ecuación de transporte es simplemente:
Usando la transformada de Fourier tanto en el dominio temporal como espacial (es decir, con núcleo integral ), se puede obtener su ecuación característica :
La ecuación estacionaria de convección-difusión describe el comportamiento de estado estacionario de un sistema convectivo-difusor. En estado estacionario, ∂ c / ∂ t = 0 , por lo que la fórmula es:
