Mô phỏng ứng xử thủy - nhiệt của vật liệu bê tông bằng phương pháp mô hình lưới

Tóm tắt

Bê tông là vật liệu không đồng nhất có ứng xử phức tạp liên quan đến sự thay đổi vi cấu trúc của loại vật liệu này trong quá trình biến đổi cơ học (mechanic), truyền nhiệt (heat transfer) và truyền chất (mass transfer). Việc dự báo và đánh giá ứng xử phức tạp này của bê tông bằng phương pháp phần tử hữu hạn hoặc sai phân hữu hạn truyền thống có một số hạn chế như kết quả mô phỏng phụ thuộc vào kích thước của phần tử, không mô tả được sự phân bố ngẫu nhiên của cốt liệu hạt. Những hạn chế này có thể được khắc phục bằng phương pháp mô hình lưới (lattice model). Phương pháp này dựa trên giả thuyết môi trường vật liệu được hợp thành bởi các phần tử lưới rời rạc, phân bố ngẫu nhiên theo cấu trúc Voronoi cho phép dễ dàng mô phỏng sự không đồng nhất của các pha trong bê tông (hồ xi măng, cốt liệu, vùng chuyển tiếp ITZ).Trong bài báo này, nhóm tác giả đã ứng dụng phương pháp mô hình lưới để phát triển và số hóa trong mã nguồn mở (open source) OOFEM các mô hình ứng xử thủy - nhiệt của vật liệu bê tông. Tính đúng đắn của mô hình số phát triển trên OOFEM sẽ được kiểm chứng thông qua việc so sánh với kết quả giải tích và kết quả mô phỏng thu được bằng phương pháp phần tử hữu hạn trên một phần mềm khác trong bài toán xác định hệ số khuếch tán (thủy học) và bài toán truyền nhiệt trong vật liệu bê tông.

Từ khóa: Mô hình lưới; bê tông; ứng xử thủy - nhiệt.

Nhận ngày 19/4/2017, chỉnh sửa ngày 10/5/2017, chấp nhận đăng 30/5/2017