On problems of heat and mass transfer in concrete structures

• Autorzy: Kowalik M. , Poński M.

Identyfikatory

DOI

10.17512/znb.2016.1.16

Warianty tytułu

PL

Metoda stochastycznych różnic skończonych w problemach przepływu ciepła i ruchu wilgoci w elemencie betonowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A stochastic finite difference approach based on stochastic finite elements is proposed for heat and mass transfer modeling. Porous structure with random material properties is investigated. The theoretical formulation of the problem is described. A system of partial differential equations is obtained and solved for first two probabilistic moments of the random temperature field. Example of stochastic thermal analysis in concrete structure with random material parameters are given.

PL

W artykule zastosowano metodę stochastycznych różnic skończonych do analizy problemów przepływu ciepła i ruchu wilgoci. Przedstawiono sformułowanie teoretyczne problemu. Badano porowatą strukturę z losowymi parametrami materiałowymi. Do rozwiązania zagadnienia zastosowano metodę perturbacyjną.

Słowa kluczowe

EN

concrete; heat and mass transfer; uncertainty; perturbation method

PL

beton; przepływ ciepła i masy; losowość; metoda perturbacyjna

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo
• Rocznik: 2016
• Tom: Z. 22 (172)
• Strony: 171--183
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kowalik M.

• Wydział Budownictwa, ul. Akademicka 3, 42-200 Częstochowa

autor

Poński M.

• Politechnika Częstochowska, Wydział Budownictwa, ul. Akademicka 3, 42-200 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Whitaker S., A theory of drying in porous media, Adv. Heat Transfer 1977, 12, 34.
• [2] Ang A.H.S., Tang W.H., Probability Concept in Engineering Planning and design, I: Basic Principles, Wiley, 1975.
• [3] Augusti G., Baratta A.A., Casciati F., Probabilistic Methods in Structural Engineering, Chapman and Hall, 1984.
• [4] Bazant Z.P., Constitutive equation for concrete and shrinkage based on thermo-dynamics of multiphase systems, Materials Constructions 1970, 3, 13.
• [5] Bazant Z.P., Najjar L.J., Nonlinear water diffusion in nonsaturated concrete, Materials Constructions 1972, 5(25), 3-20.
• [6] Biot M.A., General theory of three-dimensional consolidation, J. Appl. Phys. 1941, 12, 155.
• [7] Adomian G., Stochastic Systems, Academic Press, 1983.
• [8] Cleary M.P., Moving singularities in elasto-diffusive solids with applications to fracture propagation, Int. J. Solids Structures 1978, 14, 81.
• [9] Buckingham R., Studies in the movement of soil moisture, U.S. Dept. Agr. Bur. Soils Bull. 1907, 38, 29-61.
• [10] Rice J.R., Cleary M.P., Some basic stress diffusion solutions for fluid-saturated elastic porous media with compressible constituents, Rev. Geophys. Space Phys. 1976, 14, 227.
• [11] Gurr C.G., Marshall T.J., Hutton J.T., Movement of water in soil due to a temperature gradient, Soil Sci. 1952, 74, 335-345.
• [12] Biot M.A., General solutions of the equations of elasticity and consolidation for a porous material, J. Appl. Phys. 1956, 78, 91.
• [13] Biot M.A., Theory of elasticity and consolidation for a porous anisotropic solid, J. Appl. Phys. 1955, 26, 182.
• [14] Bowen R.M., Incompressible porous media models by use of the theory of mixtures, Int. J. Engng. Sci. 1980, 18, 1129.
• [15] Cleary M.P., Fundamental solutions for a fluid-saturated porous solid, Int. J. Solids Structures 1977, 13, 785.
• [16] Cleary M.P., Fundamental solutions for fluid-saturated porous media and application to localized rupture phenomena, Ph.D. thesis, Univ. Microfilms Int., Ann Arbor, MI 1976.
• [17] Liu W.K., Besterfield G., Belytschko T., Transient probabilistic systems, Comput. Meth. Appl. Mech. Engng. 1988, 67, 27-54.
• [18] Pihlajavaara S.E., Introductory Bibliography for Research on Drying of Concrete, The State Institute for Technical Research, Helsinki 1964.
• [19] Schiffman R.L., A thermoelastic theory of consolidation, Envir. Geophys. Heat Transfer 1971, 4, 78.
• [20] Sherwood V.K., Application of the theoretical diffusion equations to the drying of solids, Trans. Am. Inst. Mech. Eng. 1931, 27, 190-202.
• [21] Crochet M.J., Naghdi P.M., On constitutive equations for flow of fluid through an elastic solid, Int. J. Engng Sci. 1966, 4, 383.
• [22] Grzywiński M., Pokorska I., Sensitivity Analysis of Cylindrical Shell, Transactions of the VŠB - Technical University of Ostrava, Civil Engineering Series 2013, 13, 2, 27-30.
• [23] Grzywiński M., Pokorska I., Stochastic Analysis of Cylindrical Shell, Transactions of the VŠB - Technical University of Ostrava, Civil Engineering Series 2014, 14, 1, 38-41.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).