Acta Univ. Agric. Silvic. Mendelianae Brun. 2008, 56(4), 95-102 | DOI: 10.11118/actaun200856040095
Obecný model dřeva v typických vázaných úlohách, Část I. - Fenomenologický přístup
- Ústav nauky o dřevě, Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, Zemědělská 3, 613 00 Brno, Česká republika
Byla sestavena koeficientová podoba obecného zápisu jednoduchých parciálních diferenciálních rovnic sdružené fyzikální úlohy mikrovlného sušení dřeva včetně pohybu vlhkosti i vody volné a společně s vlhkostní/teplotní závislostí materiálového modelu a základním fenomenologickým popisem těchto fyzikálních polí ve struktuře dřeva. Popis je založen na všeobecně známých, avšak samostatných vztazích, které jsou obvykle řešeny odděleně bez ohledu na vázané jevy. Tato práce představuje přirozený a relativně snadný způsob pro odvození jednotlivých koeficientových tensorových/maticových forem, které řeší úplný sdružený fyzikální problém. Navrhovaný velmi komplexní model je vztažen k dosaženým výsledkům modelů struktury dřeva na velmi malém (anatomickém) i značně velkém (na úrovni stromu) měřítku.
MKP, vázané fyzikální úlohy, sušení dřeva
General model of wood in typical coupled tasks. Part I. - Phenomenological approach
The main aim of this work is focused on FE modeling of wood structure. This task is conditioned mainly by different organized structures/regions (tissues, anomalies...) and leads to homogenization process of multiphysics declaration of common scientific and engineering problems. The crucial role in this paper is played by derivation of coefficient form of general PDE which is solvable by nowadays numerical solvers. Generality of supposed model is given by wide range of coupled physical fields included in the model. Used approach summarizes and brings together models for various fields of matter and energy common in wood material in wood drying process, but is also suitable for a lot of different tasks of similar materials. Namely microwave drying of wood with orthotropic, visco-elastic material properties together with time, moisture and temperature dependency of structural strains by modified mechanical properties were included. Specific matrixes of elasticity for individual fields were derived. Thermal field in wood was described by conduction type of spreading. Coupling of physical fields is based on diffusive character of temperature, moisture, static pressure fields movement.
Keywords: FEM, multiphysics, wood drying
Grants and funding:
The work is supported by project GAČR GP106/06/P363 (P526563605) - Homogenization of material properties of wood for tasks from mechanics and thermodynamics.
Received: March 14, 2008; Published: November 8, 2014 Show citation
References
- KRIEGSMANN, G. A., 1997: Hot spot formation in microwave heated ceramic fibres. IMA Journal of Applied Mathematics, 59 (2): pp. 123-148 DOI: 10.1093/imamat/59.2.123
Go to original source... - BODIG, J., JAYNE, B. A., 1982: Mechanics of wood and wood composites, New York: Van Nostrand Reinhold: pp. 736
- GANDELOVÁ, L., 1989: Charakteristika tracheidy u smrku (Picea Abies /L./KARST.), Perspectivy rozvoje lesního hospodárštví - článek z mezinárodní vědecké konference Vysoké školy zemědělské v Brně, 32 stran
- JAVOŘÍK, J., 2000: Modelování mechanického chování dřeva metodou konečných prvků, Programy a algoritmy numerické matematiky 10. Praha, AV ČR, 75 stran
- KOŇAS, P., 2001: Parametric FE model of wood, in proceedings of 9. ANSYS Users' meeting, Třešť, pp. 128
- KOŇAS, P., 2001: General concept of finite element model based on wood anatomy structure I, proceedings of MendelNET 01, MZLU Brno, pp. 19-22
- KOŇAS, P., 2003: General koncept of Finite Element (FE) model based on anatomy structure (part V - Probabilistic FEM model of wood), ACTA Universitatis agriculturae et silviculturae Mendelianae Brunensis, LI, number 1, Brno pp. 69-76
- KOŇAS, P., 2003: Hraje Bůh dřevěnými kostkami?, VESMÍR 82, červen, pp. 317-321
This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY NC ND 4.0), which permits non-comercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.