Simulación numérica de problemas con no linealidad física y geométrica. Análisis de...

Simulación numérica de problemas con no Simulación numérica de problemas con no linealidad física y geométrica. Análisis de linealidad física y geométrica. Análisis de Consolidación de suelos no Saturados. Consolidación de suelos no Saturados.

Transporte de MasaTransporte de Masa

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTEUNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE

FACULTAD DE INGENIERIAFACULTAD DE INGENIERIA

CONTENIDO GENERAL

ÁREAS DE APORTE: 1) Modelo Matemático para Consolidación no ÁREAS DE APORTE: 1) Modelo Matemático para Consolidación no Saturada. Saturada.2)2) No Linealidad geométrica.No Linealidad geométrica.

3)3) Transporte de Masa.Transporte de Masa.

Veamos a continuación las diferentes áreas..Veamos a continuación las diferentes áreas..

4)4) Aplicación de Elementos Finitos.Aplicación de Elementos Finitos.

5)5) Ejemplos.Ejemplos.

BREVE DESCRIPCIÓN GENERAL:

AREAS ABORDADAS

Con. Sue. no Sat. No Lin. Geométrica Transporte de Masa. Elementos Finitos

Consolidación Suelos no SaturadosConsolidación Suelos no Saturados

El conjunto de ecuaciones al que se arriba es el siguiente:Equilibrio Mecánico.

Ley de Darcy.

Ley de Fick (Semejante a Darcy..).

KHALILI & KHABBAZ(1995).

+ Derivada de saturación en el tiempo


AREAS ABORDADAS



Equilibrio Mecánico.


AREAS ABORDADAS



Fase Agua


AREAS ABORDADAS



Fase Aire


AREAS ABORDADAS



No linealidad geométricaNo linealidad geométrica


AREAS ABORDADAS

Con. Sue. no Sat. No Lin. Geométrica. Transporte de Masa. Elementos Finitos

El conjunto de ecuaciones al que se arriba es el siguiente:Forma débil del equilibrio (espacio).

Hipoelasticidad.

Tensiones de Green Naghdi.

SI LOS CORTANTES SON DEBILES:ijkl

simC

DETALLES DEL PROBLEMA GEOMÉTRICO:

BREVE DESCRIPCIÓN GENERAL

AREAS ABORDADAS


El Problema de Transporte de Masa. GeomecánicaEl Problema de Transporte de Masa. Geomecánica

Problemas

Suelo = Medio Multifásico

Transporte de poluentes en acuíferos Confinamiento de residuos industriales Explotación petrolífica Etc.

Sw + Sg + S = 1


AREAS ABORDADAS

Con. Sue. no Sat. No Lin. Geométrica. Elementos Finitos


Ecuaciones de Balance Fase Sólida

Fase Liquida

Fase Gaseosa

Fase de Poluente


AREAS ABORDADAS



Relaciones Constitutivas Tensor de Tensiones del Fluído

Tensor de Tensiones del Esqueleto Sólido

Densidad de Masa Sólida

Ecuación de Estado de las Fases Líquidas

Ecuación de Estado de las Fases Gaseosas


AREAS ABORDADAS



Ecuaciones Generales de Campo

Ecuaciones de Balance

Relaciones Constitutivas

+

Transporte de Masa.


AREAS ABORDADAS.


Elementos FinitosElementos Finitos

El conjunto de ecuaciones al que se arriba es el siguiente:

FORMULACIÓN TRES-D.FORMULACIÓN TRES-D.


AREAS ABORDADAS.


EJEMPLOSEJEMPLOS

01

01

01

0

44434241

34333231

24232221

gpkk

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T


AREAS ABORDADAS.


EJEMPLOSEJEMPLOS

-0,003

-0,0025

-0,002

-0,0015

-0,001

-0,0005

0

0,01 0,1 1 10 100 1000Tiempo (Días)

Des

pla

zam

ien

to v

erti

cal

(m)

x 0.

01

0,9m

0,5m

0,3m

0,05m

0,44

0,45

0,46

0,47

0,48

0,49

0,5

0,51

0,52

0,53

0,1 1 10 100

Tiempo (Dias)

Sat

ura

ció

n d

e A

gu

a

0.05 m

0.30 m

0.50 m

0.90 m

0.05 m (Lewis et.al.)




Desplazamiento vertical (Formulación actual=línea llena.

Lewis et al= línea de puntos)Saturación de agua - tiempo

01

01

01

0

44434241

34333231

24232221

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www

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T


AREAS ABORDADAS.


EJEMPLOSEJEMPLOS

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

-1 0 1 2 3 4 5 6 7

Succión

Satu

ració

n -

Err

or

Rela

tiv

o Curva Característica

Derivada CurvaCaracterística

Error relativo de lapresión de poros

14%

28%

42%

56%

70%

84%

6,9%

Derivada de las curvas característica error relativo de presión de poro de agua – Succión.

Propiedad de reducción del modelo de suelos al caso simétrico:

01

01

01

0

44434241

34333231

24232221

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gpkk

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gpkk

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www

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www

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T


AREAS ABORDADAS.


EJEMPLOSEJEMPLOS

-1,50E-02

-1,30E-02

-1,10E-02

-9,00E-03

-7,00E-03

-5,00E-03

-3,00E-03

-1,00E-03

1,00E-03

0 1 2 3 4 5 6

Distancia Horizontal (m)

Des

pla

zam

ien

to (

m)

0.01 días sat=0.99

0.1 días sat=0.99

1 días sat=0.99

10 días sat=0.99

100 días sat=0.99

0.01 días sat=0.85

0.1 días sat=0.85

1 días sat=0.85

10 días sat=0.85

100 días sat=0.85

P=100 kpa

01

01

01

0

44434241

34333231

24232221

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gpkk

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T


AREAS ABORDADAS.


EJEMPLOSEJEMPLOS

Desplazamientos totales por efecto de las cargas (GID®32).

Distribución de tensiones normales según el eje longitudinal de la pieza

(GID®32).

Forma discreta del perfil de acero A37-24ES.

01

01

01

0

44434241

34333231

24232221

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T


AREAS ABORDADAS.


EJEMPLOSEJEMPLOS

Forma discreta del continuo. (Número de Elementos: 650;

Número de Nodos: 5068)


AREAS DE APORTE.


EJEMPLOSEJEMPLOS

Columna de suelo no saturado. Malla y Descenso vs. Tiempo

01

01

01

0

44434241

34333231

24232221

gpkk

pppuL

gpkk

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gpkk

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www

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T


AREAS ABORDADAS.


EJEMPLOSEJEMPLOS

01

01

01

0

44434241

34333231

24232221

gpkk

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FINFIN

MUCHAS GRACIASMUCHAS GRACIAS

POR ASISTIR!!POR ASISTIR!!

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