Fakta om projektet
Doktorand
Winston Mmari
Handledare
Björn Johannesson och Thomas K Bader, Linnéuniversitetet
Projektstart
Nov 2017
Ämne
Byggteknik (Institutionen för byggteknik, Fakulteten för teknik)
Mer om projektet
Trä och tillverkade träbaserade produkter som korslimmat trä (cross-laminated timber; CLT) får ökad användning inom det tekniska området, särskilt i byggkonstruktioner. Detta beror främst på de nya träprodukternas goda hållfasthet och miljövänlighet. Strukturen hos materialet trä är emellertid heterogen och porös. Detta skapar en stark påverkan på trä av fukt från den omgivande miljön. Fukten i trämaterialet påverkas i hög grad av temperatur (värme). Fukt finns i trämaterial i form av vattenånga i porer, bundet vatten i träets cellväggar och fritt vatten i träcellernas hålrum.
Detta doktorandprojekt syftar till att använda ett flerskaligt, flerkomponent- och termodynamiskt konsekvent tillvägagångssätt baserat på hybridblandningsteorin (hybrid mixture theory; HMT) för att skapa en sofistikerad ickelinjär och kopplad transient numerisk modell med hjälp av finita element-metoden (FEM). Detta sätt att modellera definieras av principerna för kontinuummekanik och avgränsas av fysikaliska lagar, och leder till ett generellt FEM-verktyg som är i stånd att simulera de kombinerade processerna för värme- och fuktöverföring och relaterade deformationer.
Modelleringen som detta projekt syftar till kommer att förbättra förståelsen för de underliggande processerna för fukt- och värmetransport och dessas interaktioner med trä. Den kommer att tillämpas på studier av fuktens påverkan vid utveckling av spänningar och deformationer av CLT-element. Modellen kan också fungera som en utgångspunkt för att ge information om hur man planerar och genomför ytterligare djupgående experiment relaterade till komplexa trä-fukt-interaktioner. Praktiska tillämpningar av en sådan sofistikerad modell är möjliga eftersom den implementeras med hjälp av den etablerade FEM-metoden, samt att datorernas kapacitet växer snabbt.
Doktorandprojektet är en del av forskningen inom forskningsområdet Cross-Laminated Timber (CLT) vid institutionen för byggteknik.