Nestacionární a nelineární výpočet teplotního pole v konstrukci obvodového pláště dřevostavby

Bc. David Ptáček

Master's thesis

Transient and nonlinear analysis of temperature field in an envelope of wooden houses

Abstract:

Diplomová práce analyzuje teplotní pole v detailech obvodové konstrukce dřevostavby. Stěžejní náplní práce je srovnání stacionárního a nestacionárního výpočtu při zohlednění nebo nezohlednění závislosti materiálových vlastností na teplotě. Dílčím úkolem bylo navrhnout konstrukci obvodového pláště dřevostavby a na základě této konstrukce vytvořit 2-D geometrické modely v softwaru Comsol Multiphysics, který pracuje na metodě konečných prvků. Pro výpočet teplotního pole je použita okrajová podmínka 3. řádu se skutečnými teplotními hodnotami exteriéru v zimním období. Pro co největší věrohodnost simulací jsou v softwaru uvažovány rovnice vyjadřující závislost materiálových vlastností dřeva a minerální vaty na teplotě. Ve výsledném hodnocení numerických modelů obvodového pláště mezi stacionárním a nestacionárním dějem je analyzováno vzájemné chování teplotního pole s využitím numerických simulací. Ve výsledcích jsou dále objasněny příčiny těchto stavebně fyzikálních jevů.

Abstract:

The thesis analyzes the temperature field in construction details in an envelope of a wooden house. The fundamental task is a comparison of steady and unsteady calculation taking into account or disregarding the material properties depending on temperature.The partial task was to design a construction of envelope for wooden building and on the basis of this construction to create 2-D geometric models in the software Comsol Multiphysics which is based on the finite element method. For the calculation of the temperature field is applied boundary condition of the third order with actual values of the exterior temperature in winter. To maximize the credibility of simulation software are included the equation expressing the dependence on the temperature of material constants of timber and mineral wool. As the final result to the temperature field numerical models of the peripheral wall between stationary and non-stationary plot is analyzed mutual description of the behavior of thermal processes. In the results are further clarified the cause of the construction physical phenomena.

Keywords

Teplotní pole, Stacionární a nestacionární děj, lineární a nelineární model

Keywords

stationary and unsteady process, linear and nonlinear model, Thermal field

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2016

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Ing. Miroslav Trcala, Ph.D.
• Reader: Petr Čermák, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of Forestry and Wood Technology

Master programme / field:
Timber Structures and Wood Building Construction / Timber Structures and Wood Building Construction