Freezing-thawing of porous media: An extended finite element approach for soil freezing and thawing

این مقاله یک مدل محاسباتی ترمو هیدرو مکانیکی برای انجماد و انجماد در حوزه های متخلخل رسانه ای با تمرکز بر انجماد و انجماد در خاک را معرفی می کند. این مدل براساس تئوری میانگین است و با استفاده از یک طرح اختلاط مخلوط، که در آن به طور همزمان روش های استاندارد عددی محدود و محدود به کار می رود، استفاده می شود. این توانایی پیوند قوی بین تمام پدیده های مهم و فرآیندهای رخ می دهد که در دوره های یخ زدگی-انجماد نسبتا بالا در رسانه های متخلخل رخ می دهد. همه ی مدل ها در نظر گرفته شده اند. فشرده سازی جامد و مایع، شناوری، تغییر فاز، رفتار حرارتی مکانیکی، تغییر حجم آب، انجماد، مکش بحرانی، نقطه ی ذوب و مهاجرت آب به منطقه یخ زدگی. به ویژه، مکش بحرانی، به ویژه در بروز بسیاری از این پدیده ها و فرآیندها، و به این ترتیب به عنوان یک متغیر حالت اولیه محسوب می شود و با استفاده از روش پراکندگی روش وحدت به منظور اطمینان از اینکه می توان آن را دقیقا ضبط کرد، مخدوش شده است. مقاله ارائه فرمول دقیق معادلات حاکم و تقسیم عددی را ارائه می دهد. برای اثبات صحت و توانایی محاسباتی مدل در توصیف رفتار یک توده خاک تحت شرایط مرزی شبیه به آنهایی که در نزدیکی یک شمع انرژی اتفاق می افتند، نمونه های تأیید و نمونه های عددی ارائه می شوند. نمونه های عددی نشان می دهد که این مدل به طور مؤثری مش مستقل است و می تواند تمام پدیده های مهم را با استفاده از مش های نسبتا درشت شبیه سازی کند.