Model matematyczny zjawisk cieplno-wilgotnościowych w ośrodkach porowatych z uwzględnieniem powietrza rozpuszczonego w wodzie

• Autorzy: Gawin D. , Sanavia L.

Warianty tytułu

EN

Mathematical model of hydro-thermal phenomena in porous media considering air dissolved in water

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono model matematyczny zjawisk cieplno-wilgotnościowych w odkształcalnym ośrodku porowatym. częściowo lub w pełni nasyconym wodą, uwzględniający rozpuszczone w niej powietrza, oraz metodę numerycznego rozwiązania równań tego modelu. Omówiono podstawy fizyczne rozpuszczalności powietrza w wodzie i tworzenia się pęcherzyków gazu po obniżeniu się ciśnienia wody, a także przedyskutowano wpływ ciśnienia kapilarnego na te zjawiska. Numerycznie przeanalizowano wpływ rozpuszczonego powietrza na przebieg procesu przejściowego między stanem całkowitego i częściowego nasycenia wodą podczas szybkiego grawitacyjnego wypływu wody przez dno kolumny wypełnionej materiałem porowatym.

EN

A mathematical model of hydrothermal phenomena in defonnable porous media, partially or fully saturated with water, considering the air dissolved in water, and a method of numerical solution of the model equations are presented. Physical fundamentals of air dissolution in water and gas bubble fonnation after: a water pressure drop, as well as influ- ence of capillary pressure on these phenomena are described. The effect of the dissolved air on the transient from fully to partially saturated state, during a rapid, gravitational outflow of water from the bottom of a column filled with sand, is numerically analysed.

Słowa kluczowe

PL

powietrze rozpuszczone w wodzie; nasycone ośrodki porowate; stan przejściowy; procesy cieplno-wilgotnościowe; model numeryczny

EN

air dissolved in water; saturated porous media; transient state; hydro-thermal phenomena; numerical model

• Wydawca: Instytut Fizyki Budowli Katarzyna i Piotr Klemm S.C.
• Czasopismo: Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 2
• Strony: 53--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Gawin D.

autor

Sanavia L.

• Politechnika Łódzka. Katedra Fizyki Budowli i Materiałów Budowlanych, Al. Politechniki 6, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Aitkins P.W., de Paula J., Atkins' Physical Chemistry, 7th Edition, Oxford University Press, Oxford, 2001.
• [2] Gawin D., Modelowanie sprzężonych zjawisk cieplno wilgotnościowych w materiałach i elementach budowlanych, Rozprawy Naukowe z. 279, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź, 2000.
• [3] Gawin D., Sanavia L., Modelling of cavitationin water saturated porous media considering effects of disolved air, Transport in Porous Media (zgłoszone do publikacji).
• [4] Gawin D., Sanavia L., Schrefler B.A., Cavitation modelling in saturated geomaterials with application to dynamic strain localisation, Int. J. for Numerical Fluids 27 (1998) 109-125.
• [5] Gawin D., Simoni L., Schrefler B.A., Numerical model for hydro-mechanical behaviour in deformable porous media: benchmark problem, w: Jian-Xin Yuan (red.) Computer methods and advances in Geomechanics Vol. 2, 1143-1148 Balkema Rotterdam 1997.
• [6] Gawin D., Schrefler B.A., Therhermo- hydro-mechanical analysis of partially saturated porous materials, Engineering Computations 13(7) (1996) 113-143.
• [7] Gens A., Olivella S., THM phenomena in saturated and unsaturated porous media. Fundamentals and formulation, Revue Francaise de Genie Civil 5 (2001) 693-718.
• [8] Gray W .G., Schrefler B.A., Thermodynamic Approach to Effective Stress in Partially Saturated Porous Media, European J. Of Mechanics A/Solids 20 (2001) 521-538
• [9] Jommi C., Vaunat J., Gens A., Schrefler B.A., Gawin D., Multiphase flow in porous media: a numerical benchmark, Mat. NAFEMS World Congress'97, 1338-1349, Universitaeit Stuttgart, Stuttgart, April 9-11, 1997
• [10] Kwak H.Y., Kim Y.W., Homogeneous nucleation and macroscopic growth of gas buble in organic solution, Int. J. Heat Mass Transfer 41(4-5) (1998) 757-767.
• [11] Liakopoulos A.C., Transient flow through unsaturated porous media, Ph.D. thesis, University of California, USA, 1965.
• [12] Maris H., Balibar S., Negative pressures and cavitation in liquid Helium. Physics Today 53(2) (2000) 29-34.
• [13] Mercury L., Azaroual M., Zeyen H., Tardy, Y.,Thermodynamic properties of solutions in metastable systems under negative or positive pressures, Geochimicaet Cosmochimica Acta 67(10) (2003) 1769-1785.
• [14] Mercury L., Pinti D.L., Zeyen H., The effect of negative pressure of capillary water on atmosphericnoble gas solubility in ground water and paleotempere reconstruction, Earth Planetary Sci. Let., 223 (2004) 147-161
• [15] Mokni M., Desrues J., Strain localization measurements in undrained plane-strain biaxial tests on Hostun RF sand, Mech. Cohesive-Frict. Mat. 4 (1998) 419-441
• [16] Sanavia L., Pesavento F., Schrefler B.A.: Finite element analysis of non-isothermal multiphase geomaterials with application to strain localization simulation, Computational Mechanics 37(4) (2006) 331-348.
• [17] Schrefler B.A., Gawin D., The effective stress principle: incremental or finite form? Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech. 20(11) (1996)785-815.