Sprzężony model 3D

W celu badań nad propagacją pęknięć materiałach porowatych, takich jak beton, skały, etc, opracowano nowatorski model termiczno-hydro-mechaniczny, oparty na metodzie elementów dyskretnych (DEM), dla dwufazowego przepływu płynu wraz z transportem ciepła, w nienasyconych materiałach porowatych o niskiej porowatości. Obliczenia numeryczne będą przeprowadzone dla próbek ziarnistych, wykorzystując DEM w pełni sprzężony z CFD (opartym na sieci przepływu płynu) i transporcie ciepła, który zintegruje mechanikę dyskretną z mechaniką płynów i transportem ciepła w meso-skali. W transporcie ciepła uczestniczy zarówno płyn (dyfuzja i adwekcja), jak i przewodzenie ciepła w elementach dyskretnych (ciała stałe). Wyniki numeryczne sprzężonego modelu termiczno-hydrauliczno-mechanicznego (THM) zostaną porównane najpierw z rozwiązaniem analitycznym klasycznego, jednowymiarowego problemu transportu ciepła, a następnie z wynikami symulacji wykonanych za pomocą programów ANSYS-FLUENT oraz ABAQUS. Zostanie zbadany wpływ adwekcji na proces transportu ciepła w materiałach porowatych o bardzo małej porowatości (poniżej 10%) dla niskich i wysokich liczb Pecleta. Ostatecznie użyteczność modelu THM zostanie potwierdzona w testach skurczu termicznego betonu podczas procesu chłodzenia i ogrzewania, prowadzącego do powstawania makro-pęknięć. Zostanie zbadany wpływ makro-pęknięć na rozkład ciśnienia, gęstości, prędkości i temperatury płynu.