In this paper, the Lattice Boltzmann Method (LBM) is used to simulate the seepage field of autoclaved aerated concrete blocks. The macroscopic permeability coefficients of aerated blocks are obtained. The complex flow characteristics of the internal flow field are revealed. A stochastic four-parameter growth method (QSGS) based on the distribution probability of initial growth nuclei and porosity is proposed. A meso-model of the real pore structure of aerated blocks is established. The influence of initial inlet pressure and model porosity on the permeability of aerated block is analyzed by numerical calculation of the permeability development process of aerated block. The results show that the two-dimensional meso-model close to the real pore structure of aerated block can be constructed by the stochastic four-parameter growth method; the water permeability coefficient of aerated block calculated by the LBM numerical method is in good agreement with the experimental results; under certain conditions, the linear relationship between the permeability coefficient of autoclaved aerated concrete block and its porosity satisfies the requirement of practical engineering application. It has certain guiding significance for practical engineering application.

В данной работе решетчатый метод Больцмана (LBM) используется для моделирования поля фильтрации автоклавных газобетонных блоков. Получены макроскопические коэффициенты проницаемости аэрированных блоков. Выявлены сложные характеристики течения внутреннего поля потока. Предложен стохастический четырехпараметрический метод роста (QSGS), основанный на вероятности распределения начальных ядер роста и пористости. Установлена мезомодель реальной поровой структуры аэрированных блоков. Анализируется влияние начального входного давления и модельной пористости на проницаемость аэрированного блока путем численного расчета процесса развития проницаемости аэрированного блока. Полученные результаты показывают, что двумерная мезомодель, близкая к реальной поровой структуре аэрированного блока, может быть построена методом стохастического четырехпараметрического роста; коэффициент водопроницаемости аэрированного блока, рассчитанный численным методом ЛБМ, хорошо согласуется с экспериментальными результатами; при определенных условиях линейная зависимость между коэффициентом проницаемости автоклавного газобетонного блока и его пористостью удовлетворяет требованиям практического инженерного применения. Она имеет определенное направляющее значение для практического применения в технике.

• Water permeation simulation of autoclaved aerated concrete blocks using the Lattice Boltzmann method
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Lattice Boltzmann method model
    • 2.2. Boundary condition
    • 2.3. Calculation of permeability coefficient
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. Construction of two-dimensional meso-model of an aeration block
    • 3.2. Simulation calculation and analysis
      • 3.2.1. Determining simulation parameters
      • 3.2.2. Relationship between the size of solid particles and permeability coefficient of the model
      • 3.2.3. Relationship between porosity of aerated block and its permeability coefficient
    • 3.3. Analysis of water permeation process
  • 4. Conclusion
  • 5. Acknowledgements

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 5 (89), 2019. — 1 файл (19,8 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-62.pdf>.