多物理场数值模型在模拟具时空非均匀性的加速腐蚀中的有效性
应用物理
2021-12-23 v1
摘要
本研究受开发高效数值模型之需求驱动，用以模拟加速腐蚀装置中混凝土内钢筋的非均匀界面退化。本研究提出一种多物理场有限元（FE）模型，其考量了钢筋腐蚀诱发退化的空间与时间非均匀性，并摒弃了现有文献依法拉第定律经典方法所作的质量均匀损失及其随时间线性变化的假设。该模型通过专为诱发局部腐蚀设计的加速腐蚀装置进行了实验验证。进一步讨论了在所需修正下将本模型扩展至监测自然腐蚀的可能性。与既往研究不同，孔隙饱和度（PS）被持续监测，并采用其与局部腐蚀周边电解液电导率及氧扩散系数的既有实验关联，以使模型可扩展模拟自然腐蚀。这些评估可完全无损且实时进行，以捕捉局部环境影响。所提方法亦捕捉了对应于局部暴露的差异充气效应。因此，消除了利用相对湿度等替代参数并基于真实气候变化预测以纳入局部环境影响的难题。结果表明，该多物理场模型有效且便捷地以可接受精度模拟了非均匀时变质量损失，且其能力可扩展至时空框架下监测自然非均匀腐蚀。
引用
@article{arxiv.2112.11683,
title = {Effectiveness of Multi-Physics Numerical Model in Simulating Accelerated Corrosion with Spatial and Temporal Non Uniformity},
author = {Shanmukha Shetty and Sauvik Banerjee and Siddharth Tallur and Yogesh M. Desai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.11683},
year = {2021}
}