THERMAL DIFFUSION OVER A PORTLAND CEMENT CONCRETE GRAVITY DAM
A temperatura e suas oscilações podem influenciar a progressão de alguns fenômenos físicos em estruturas de concreto, como o efeito expansivo da reação álcali-agregado, as variações de volume devido à fluência, e a retração e, consequentemente, afetar seu desempenho mecânico. A análise da distribuição de temperatura se baseia na Teoria da Difusão Térmica que culmina na Equação Diferencial de Difusão de Calor. Já se sabe, atualmente, que o Método das Diferenças Finitas consiste em uma formulação modesta, porém pode ser utilizado para apoiar as ferramentas computacionais aplicadas à análise numérica de forma expedita, adequadas ao endosso de estudos e projetos. É amplamente conhecida no âmbito da Engenharia Civil a liberação de calor devido à reação química de hidratação do cimento Portland em estruturas de concreto massa. O objetivo deste trabalho é a simulação numérica da difusão térmica através de uma barragem de gravidade de concreto com ênfase, sobretudo, na evolução dos campos de temperatura ao longo do tempo em seu maciço contínuo. Tal assunto será tratado a partir da implementação e aplicação de modelos unidimensionais e bidimensionais de difusão térmica usando um algoritmo codificado em linguagem automática e aproximação por Diferenças Finitas sobre a Equação Diferencial de Difusão de Calor. De acordo com os resultados obtidos, a modelagem numérica adotada neste trabalho simula, de forma adequada, o comportamento da barragem frente à difusão térmica, de modo que se apresenta como uma ferramenta estrategicamente promissora para realizar tarefas semelhantes.
THERMAL DIFFUSION OVER A PORTLAND CEMENT CONCRETE GRAVITY DAM
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DOI: 10.22533/at.ed.89521080210
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Palavras-chave: Temperatura, Difusão, Diferenças Finitas, Equações Diferenciais, Simulação Numérica.
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Keywords: Temperature, Diffusion, Finite Difference, Differential Equations, Numerical Simulation.
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Abstract:
Temperature and its oscillations can influence some physical phenomena progress in concrete structures as the alkali-aggregate reaction swelling effect, the Creep volume variations, and the Shrinkage, and, consequently, affect its mechanical performance. The temperature distribution analysis drops over the Thermal Diffusion Theory that culminates in the Heat Diffusion Differential Equation. It is already known, at present, that the Finite Difference Technique represents as modest formulation, however, it may be used to support the computational tools applied to the numerical analysis expeditiously, suitable to the endorsement of studies and designs. It is widely known in the Civil Engineering ambit the hot release due to the cement Portland hydration chemical reaction in concrete mass structures. The subject of this work is the numerical simulation of the thermal diffusion across concrete gravity dam focusing, specially, over the temperature fields evolution by time in its continuous solid mass. Such a subject will be hit from the implementation and application of one-dimensional and two-dimensional thermal diffusion models using an automatic language translated algorithm through the Finite Difference Approach on the Heat Diffusion Differential Equation. According the obtained results, the numerical modelling adopted in this paper simulates, in a suitable way, the dam behavior in face of the thermal diffusion, so that it represents strategically promising tool to perform similar tasks.
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Número de páginas: 13
- Edmilson Lira Madureira
- Eduardo Morais de Medeiros
- Gabriel de Bessa Spínola
