SOLUTION OF THE DIFFUSION EQUATION: APPLICATIONS IN MODELING HEAT DIFFUSION IN SOIL
DOI:
https://doi.org/10.21575/25254782rmetg2026vol11n12437Keywords:
Heat equation, Duhamel’s principle, Green’s function, Soil heat conductionAbstract
This work presents an alternative approach for solving an initial and boundary value problem related to the one-dimensional non-homogeneous diffusion equation with constant coefficients, applied to soil heat conduction. Unlike the traditional Fourier variable separation method, the proposed approach is based on the fundamental solution (Green’s function), the antisymmetric extension of the initial condition, and Duhamel’s and superposition principles. The methodology involves analyzing the Cauchy problem for the heat equation in unbounded and semi-infinite domains, employing techniques of variable transformation and integration. Preliminary results indicate that this technique can be effectively applied in future studies on ground-air heat exchangers, aiming at thermal comfort in enclosed environments. This study represents an important initial step toward developing more efficient and accurate solutions to describe soil thermal behavior.
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