Using a novel conformable fractional derivative to simulate the time evolution of the concentration profile in a non-isothermal tubular reactor

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dc.catalogadorpva
dc.contributor.advisorPérez C., José Ricardo
dc.contributor.advisorBárzaga Martell, Lisbel
dc.contributor.authorConcha Contreras, Francisco Javier
dc.contributor.otherPontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Ingeniería
dc.date.accessioned2025-09-12T14:42:28Z
dc.date.available2025-09-12T14:42:28Z
dc.date.issued2025
dc.descriptionTesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2025
dc.description.abstractEsta tesis presenta una nueva definición de la derivada fraccionaria conformable basada en una función de escalamiento exponencial, con el objetivo de superar las limitaciones de enfoques clásicos como Caputo, Riemann-Liouville y Khalil. El nuevo operador mantiene la localidad, evita singularidades y reduce significativamente el coste computacional, a la vez que conserva propiedades matemáticas esenciales como la consistencia y la continuidad. Para validar su utilidad, la derivada propuesta se aplica a un modelo de reactor tubular no isotérmico descrito mediante ecuaciones diferenciales parciales fraccionarias. Las simulaciones numéricas revelan que las derivadas fraccionarias espaciales ejercen una influencia cualitativa dominante en los perfiles de concentración, capturando eficazmente la dispersión anómala y suavizando los gradientes de conversión. Por el contrario, las derivadas temporales fraccionarias afectan principalmente a la dinámica transitoria sin alterar la forma del estado estacionario. En comparación con la implementación clásica basada en Caputo, el método propuesto (implementado mediante el esquema de Euler) demuestra una mejora sustancial en el tiempo de cálculo (aproximadamente tres veces más rápido), lo que confirma su potencial para el control en tiempo real y el modelado del transporte reactivo. Finalmente, se proponen futuras direcciones de investigación, incluida la validación experimental, la extensión a sistemas multidimensionales y el desarrollo de esquemas numéricos optimizados adaptados a la naturaleza exponencial del operador.
dc.fechaingreso.objetodigital2025-09-12
dc.format.extentx, 52 páginas
dc.fuente.origenSRIA
dc.identifier.urihttps://repositorio.uc.cl/handle/11534/105674
dc.information.autorucEscuela de Ingeniería; Pérez C., José Ricardo; 0000-0002-1278-7782; 100130
dc.information.autorucEscuela de Ingeniería; Bárzaga Martell, Lisbel; 0000-0001-5354-945X; 1161607
dc.information.autorucEscuela de Ingeniería; Concha Contreras, Francisco Javier; S/I; 1087020
dc.language.isoen
dc.nota.accesocontenido completo
dc.rightsacceso abierto
dc.subjectCálculo fraccional
dc.subjectDerivada conforme
dc.subjectReactor tubular
dc.subjectDispersión anómala
dc.subjectEcuaciones diferenciales parciales fraccionarias
dc.subjectModelado computacional
dc.subject.ddc620
dc.titleUsing a novel conformable fractional derivative to simulate the time evolution of the concentration profile in a non-isothermal tubular reactor
dc.typetesis de maestría
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