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Methodology to Obtain Universal Solutions for Systems of Coupled Ordinary Differential Equations: Examples of a Continuous Flow Chemical Reactor and a Coupled Oscillator
Indexado
WoS WOS:000997366700001
Scopus SCOPUS_ID:85160546501
DOI 10.3390/MATH11102303
Año 2023
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



This paper presents a concise and orderly methodology to obtain universal solutions to different problems in science and engineering using the nondimensionalization of the governing equations of the physical–chemical problem posed. For its application, a deep knowledge of the problem is necessary since it will facilitate the adequate choice of the references necessary for its resolution. In addition, the application of the methodology to examples of coupled ordinary differential equations is shown, resulting in an interesting tool to teach postgraduate students in the branches of physics, mathematics, and engineering. The first example used for a system of coupled ordinary differential equations is a model of a continuous flow chemical reactor, where it is worth noting; on the one hand, the methodology used to choose the reference (characteristic) time and, on the other, the equivalence between the characteristic times obtained for each one of the species. The following universal curves are obtained, which are validated by comparing them with the results obtained by numerical simulation, where it stands out that the universal solution includes an unknown that must be previously obtained. The resolution of this unknown implies having a deep knowledge of the problem, a common characteristic when using the methodology proposed in this work for different engineering or physicochemical problems. Finally, the second example is a coupled oscillator, where it is worth noting that the appearance of characteristic periods that implicitly or explicitly affect the particles’ movement is striking.

Revista



Revista ISSN
Mathematics 2227-7390

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Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Sanchez-Perez, Juan Francisco Hombre Universidad Politécnica de Cartagena - España
Univ Politecn Cartagena UPCT - España
2 García-Ros, Gonzalo Hombre Universidad Politécnica de Cartagena - España
Univ Politecn Cartagena UPCT - España
3 Conesa, Manuel Hombre Universidad Politécnica de Cartagena - España
Univ Politecn Cartagena UPCT - España
4 Castro-Rodriguez, E. - Universidad Politécnica de Cartagena - España
Univ Politecn Cartagena UPCT - España
5 CANOVAS-VIDAL, MANUEL Hombre Universidad Católica del Norte - Chile

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Financiamiento



Fuente
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Agradecimientos



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