Search
prof. dr hab. inż. Marek Krzaczek
Publications
Filters
total: 46
Catalog Publications
Year 2024
-
Coupled DEM/CFD analysis of impact of free water on the static and dynamic response of concrete in tension regime
PublicationW tym artykule zbadano numerycznie quasi-statyczne i dynamiczne zachowanie częściowo nasyconego płynem betonu w warunkach dwuwymiarowego (2D) jednoosiowego rozciągania w mezoskali. Obliczono, jaki wpływ ma zawartość wolnego płynu porowego (gazu i wody) na proces pękania i wytrzymałość betonu w rozciąganiu. Do symulacji zachowania betonu całkowicie i częściowo nasyconego płynem w warunkach quasi-statycznych i dynamicznych wykorzystano...
-
Effect of free water on the quasi‑static compression behavior of partially‑saturated concrete with a fully coupled DEM/CFD approach.
PublicationThe work aims to numerically investigate the quasi-static response of partially fluid-saturated concrete under two-dimensional uniaxial compression at the mesoscale. We investigated how the impact of free pore fluid content (water and gas) affected the quasi-static strength of concrete. The totally and partially fluid-saturated concrete behavior was simulated using an improved pore-scale hydro-mechanical model based on DEM/CFD....
Year 2023
-
A novel DEM-based pore-scale thermal-hydro-mechanical model for fractured non-saturated porous materials
PublicationDo propagacji pęknięć wykorzystano nowy oparty na DEM, termiczno-hydromechaniczny model dwufazowego przepływu płynu w skali porów rozszerzony o wymianę ciepła w nienasyconych materiałach porowatych o małej porowatości. Wykonano obliczenia numeryczne dla kohezyjnych próbek ziarnistych przy użyciu DEM w pełni sprzężonego z CFD (opartego na sieci przepływu płynu) i wymianą ciepła, który zintegrował mechanikę dyskretną z mechaniką...
-
Hydraulic fracturing process in rocks – small-scale simulations with a novel fully coupled DEM/CFD-based thermo-hydro-mechanical approach
PublicationW artykule przedstawiono dwuwymiarową (2D) symulację numeryczną szczelinowania hydraulicznego w małej skali przeprowadzoną w próbkach skał posiadających pojedynczą szczelinę wtryskową. Wykorzystano unikalny model termo-hydro-mechaniczny (THM) w skali porów oparty na DEM/CFD do symulacji dwufazowego laminarnego przepływu płynu (wody i gazu) z przenoszeniem ciepła w nienasyconych materiałach porowatych o niskiej porowatości. Korzystając...
-
Modelling hydraulic and capillary-driven two-phase fluid flow in unsaturated concretes at the meso-scale with a unique coupled DEM-CFD technique
PublicationThe goal of the research was to demonstrate the impact of thin porous interfacial transition zones (ITZs) between aggregates and cement matrix on fluid flow in unsaturated concrete caused by hydraulic/capillary pressure. To demonstrate this impact, a novel coupled approach to simulate the two-phase (water and moist air) flow of hydraulically and capillary-driven fluid in unsaturated concrete was developed. By merging the discrete...
-
Modelling of Capillary Pressure-driven Water Flow in Unsaturated Concrete Using Coupled DEM/CFD Approach.
PublicationSformułowano nowatorskie, połączone podejście do modelowania dwufazowego przepływu wody napędzanego kapilarami w nienasyconym betonie. Dzięki połączeniu metody elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w warunkach izotermicznych proces został zbadany numerycznie w mezoskali w warunkach dwuwymiarowych. Niewielkie próbki betonu o uproszczonej mezostrukturze cząstek poddano w pełni sprzężonym hydromechanicznym...
-
Modelling of Hydraulic Fracturing in Rocks in Non-isothermal Conditions Using Coupled DEM/CFD Approach with Two-Phase Fluid Flow Model
PublicationSkała łupkowa jest materiałem silnie niejednorodnym, nieciągłym i porowatym. W warunkach nieizotermicznych ruch płynu w układzie porów i kapilar jest silnie sprzężony z przenoszeniem ciepła. Przebieg szczeliny hydraulicznej silnie zależy od stopnia nasycenia skały. Opracowano innowacyjny model termo-hydro-mechaniczny oparty na modelu DEM w celu szczegółowego śledzenia frakcji ciecz/gaz w porach i pęknięciach pod kątem ich różnej...
-
Simulations of high-pressure fluid flow in a pre-cracked rock specimen composed of densely packed bonded spheres using a 3D CFD model and simplified 2D coupled CFD-DEM approach
PublicationW artykule zastosowano dwa różne podejścia do opisu jednofazowego przepływu płynu w wstępnie spękanej próbce skały o niskiej porowatości pod wysokim ciśnieniem. Głównym celem pracy było bezpośrednie porównanie rozkładu ciśnień, gęstości i prędkości płynów we wstępnie pękniętej próbce. Zachowanie próbki imitującej skałę zostało opisane przez gęsto upakowane połączone kohezją kulki z nakładającymi się na siebie elementami. Pierwsze...
Year 2022
-
A novel DEM-based pore-scale thermo-hydro-mechanical model
PublicationW warunkach nieizotermicznych ruch płynu w układzie porów i kapilar betonu jest silnie sprzężony z przenoszeniem ciepła. W takich warunkach pory i spękania ułatwiają wnikanie do betonu zewnętrznych czynników agresywnych, które degradują zarówno beton, jak i zbrojenie. Opracowano innowacyjny model termo-hydro-mechaniczny oparty na modelu DEM, aby szczegółowo śledzić frakcje cieczy/gazów w porach i pęknięciach pod kątem ich różnej...
-
Comparative study of high‑pressure fluid flow in densely packed granules using a 3D CFD model in a continuous medium and a simplified 2D DEM‑CFD approach. Granular Matter
PublicationIzotermiczny ściśliwy jednofazowy przepływ cieczy przez niejednorodną masę ziarnistą składającą się z gęsto upakowanych zachodzących na siebie kul imitujących skałę pod wysokim ciśnieniem zbadano numerycznie przy użyciu dwóch różnych podejść. Pierwsze podejście zwane pełnym modelem 3D CFD stosowało metodę skończonych objętości (FVM) do rozwiązania uśrednionego równania Naviera-Stokesa zakładając model naprężeń Reynoldsa (BSL) w...
-
Modeling of capillary fluid flow in concrete using a DEM-CFD approach
PublicationSformułowano połączone podejście do modelowania dwufazowego przepływu wody napędzanego hydraulicznie i kapilarnie w nienasyconym betonie. Proces przepływu analizowano numerycznie w mezoskali w warunkach dwuwymiarowych (2D), łącząc metodę elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w warunkach izotermicznych. Przeprowadzono w pełni sprzężone hydromechaniczne testy symulacyjne na małych próbkach betonu o uproszczonej...
Year 2021
-
Effect of gas content in macropores on hydraulic fracturing in rocks using a fully coupled DEM/CFD approach
PublicationW pracy skupiono się na wpływie zawartości gazu w makroporach skał na proces szczelinowania hydraulicznego. Proces został zasymulowany przez połączenie metody elementów dyskretnych (DEM) z obliczeniową dynamiką płynów (CFD) w ramach dwuwymiarowych (2D) warunków izotermicznych. Mechaniczne zachowanie skały zostało zasymulowane za pomocą DEM, a CFD została wykorzystana do opisu zachowanie przepływu laminarnego, dwufazowego płynu...
Year 2020
-
A pore-scale thermo–hydro-mechanical model for particulate systems
PublicationA pore scale numerical method dedicated to the simulation of heat transfer and associated thermo–hydro-mechanical couplings in granular media is described. The proposed thermo–hydro-mechanical approach builds on an existing hydromechanical model that employs the discrete element method for simulating the mechanical behavior of dense sphere packings and combines it with the finite volume method for simulating pore space fluid flow...
-
Simulations of hydro-fracking in rock mass at meso-scale using fully coupled DEM/CFD approach
PublicationThe paper deals with two-dimensional (2D) numerical modelling of hydro-fracking (hydraulic fracturing) in rocks at the meso-scale. A numerical model was developed to characterize the properties of fluid-driven fractures in rocks by combining the discrete element method (DEM) with computational fluid dynamics (CFD). The mechanical behaviour of the rock matrix was simulated with DEM and the behaviour of the fracturing fluid flow...
Year 2019
-
Improved energy management technique in pipe-embedded wall heating/cooling system in residential buildings
PublicationEffective and environmentally responsive techniques of energy management in residential buildings are desirable for the resulting reduction of energy costs and consumption. In this paper, an improved and efficient technique of energy management in pipe-embedded wall heating/cooling systems, called the Thermal Barrier, is described. Specifically, the Thermal Barrier is a technique focused on the management and control of heat...
-
Improved energy management technique in pipe-embedded wall heating/cooling system in residential buildings
PublicationEffective and environmentally responsive techniques of energy management in residential buildings are desirable for the resulting reduction of energy costs and consumption. In this paper, an improved and efficient technique of energy management in pipe-embedded wall heating/cooling systems, called the Thermal Barrier, is described. Specifically, the Thermal Barrier is a technique focused on the management and control of heat supply...
Year 2017
-
Influence of input data on airflow network accuracy in residential buildings with natural wind - and stack - driven ventilation.
PublicationW artykule omówiono wpływ danych wejściowych na dokładność modelu przepływu sieciowego powietrza w budynkach mieszkalnych z naturalną i kominową wentylacją. Zastosowano połączony model AFN-BES. Wyniki numeryczne omówiono dla 8 różnych przypadków z różnymi danymi ciśnienia wiatru. Wyniki pokazały, że ogromny wpływ danych wejściowych dotyczących ciśnienia wiatru na wyniki numeryczne.
Year 2016
-
ASSESSMENT OF NATURAL VENTILATION SYSTEM FOR A TYPICAL RESIDENTIAL HOUSE IN POLAND
PublicationThe paper presents the research results of field measurements campaign of natural ventilation performance and effectiveness in a residential building. The building is located in the microclimate whose parameters differ significantly in relation to a representative weather station. The measurement system recorded climate parameters and the physical variables characterizing the air flow in the rooms within 14 days of the winter season....
Year 2015
-
Field investigations of stack ventilation in a residential building with multiple chimneys and tilted window in cold climate
PublicationArtykuł przedstawia wyniki pomiarów wykonanych w budynku mieszkalnym w północnej Polsce w zimnym klimacie podczas zimy i lata. Budynek zawierał kominy i uchylne okna. Pomierzono lokalne i wewnętrzne warunki klimatu oraz prędkości powietrza. Zaproponowano zmodyfikowany model uchylnych okien oparty na modelu wentylacji jednokierunkowej.
-
Wpływ systemu ogrzewania na zużycie energii i koszty eksploatacyjne budynku
PublicationW artykule przedstawiono analizę wpływu systemu ogrzewania na zużycie energii i koszty eksploatacyjne 3-kondygnacyjnego budynku zamieszkania zbiorowego (dom studencki) o powierzchni 2117,16 m2. Budynek miał niskie zapotrzebowanie na ciepło użytkowe do ogrzewania i wentylacji na poziomie 36,85 kWh/(m2 rok). Uwzględniono 5 wariantów technologicznych systemu centralnego ogrzewania (CO) i przygotowania ciepłej wody użytkowej (CWU)....
Year 2014
-
Co-simulation strategy of transient CFD and heat transfer in building thermal envelope based on calibrated heat transfer coefficients
PublicationThe paper presents a strategy to develop a fully transient numerical model of a heat transfer in building, using a transient CFD model of indoor air and a thermal envelope model, running in a co-simulation. The strategy relies on the utilization of RANS with a high-Re turbulence model and a wall function, which enables to use a coarse computational mesh limiting the computational time. Since wall functions give invalid heat transfer...
-
Numerical investigations of effect of indoor air quality on thermal comfort in residential buildings.
PublicationArtykuł przedstawia wyniki numeryczne MES odnośnie wpływu koncentracji CO2 w lokalnej strefie powietrza w budynkach mieszkalnych naturalnie wentylowanych na zachowanie mieszkańców. Obliczenia wykonano w 2 wymiarach. Zbadano wpływ położenia mieszkańców i prędkości wchodzącego powietrza.
-
Wpływ warunków mikroklimatu na wydajność wentylacji naturalnej w budynku mieszkalnym
PublicationW artykule omówiono wpływ mikroklimatu występującego w Gdańsku na efektywność wentylacji naturalnej, grawitacyjnej w mieszkaniu. Do badań wykorzystano typowe mieszkanie w budynku wielorodzinnym.
Year 2013
-
Wyznaczenie izolacyjności akustycznej w pojedynczych przegród budowlanych od dźwięków powietrznych metodą elementów skończonych
PublicationCelem artykułu jest sprawdzenie skuteczności modelu akustycznego MES dostępnego w komercyjnym programie ABAQUS do obliczeń izolacyjności akustycznej od dźwięków powietrznych pionowych kompozytowych przegród budowlanych. Wyniki analiz numerycznych MES zostały bezpośrednio porównane z wynikami doświadczalnymi w laboratorium akustycznym. Dodatkowo zaproponowano sposoby poprawy izolacyjności akustycznej pionowych przegród kompozytowych.
Year 2012
-
Indoor Air Quality and Thermal Comfort in Naturally Ventilated Low-Energy Residential Houses
PublicationRozdział omawia jakość powietrza i termiczny komfort w naturalnie wentylowanych energooszczędnych budynkach mieszkalnych. Obliczenia wykonano metoda elementów skończonych dla wentylacji naturalnej. Uwzględniono 2 różne położenia wlotów powietrza oraz system grzewczy kaloryferowy i podłogowy. Wyniki MES porównano z doświadczeniami.
-
Izolacyjność akustyczna paneli kompozytowych w budownictwie mieszkaniowym
PublicationZainteresowanie panelami kompozytowymi SIP w budownictwie mieszkaniowym jest związane z ich doskonałymi cechami wytrzymałościowymi i izolacyjnością cieplną. Inne ich zalety to: niski ciężar, prosty i szybki montaż, ognioodporność oraz odporność na korozję biologiczną. Zapewnienie odpowiedniej wytrzymałości oraz izolacyjności termicznej przegrodom budowlanym jest niezwykle ważne w procesie projektowania budynków. Niemniej deficyt...
-
Możliwości wykorzystania istniejących modeli do prognozowania zapotrzebowania budynków na ciepło do ogrzewania i wentylacji
PublicationW pracy omówiono wpływ różnych algorytmów obliczeniowych na zużycie energii do ogrzewania i wentylacji w budynku mieszkalnym. Całoroczne pomiary zużycia ciepła przez mieszkańców pozwoliły na weryfikację zastosowanych metod obliczeniowych. W artykule przedstawiono problem prognozowania, który wynika z dokładności przyjętego algorytmu. Analizę dokładności modeli przeprowadzono na podstawie badań eksperymentalnych.
-
Możliwości wykorzystania istniejących modeli do prognozowania zapotrzebowania na ciepło do ogrzewania i wentylacji
PublicationW pracy omówiono wpływ różnych algorytmów obliczeniowych na zużycie energii do ogrzewania i wentylacji w budynku mieszkalnym. Całoroczne pomiary zużycia ciepła przez mieszkańców pozwoliły na weryfikację zastosowanych metod obliczeniowych. W artykule przedstawiono problem prognozowania, który wynika z dokładności przyjętego algorytmu. Analizę dokładności modeli przeprowadzono na podstawie badań eksperymentalnych.
-
Wpływ modelu przepływu powietrza w budynku na dokładność prognozowania zapotrzebowania budynku na ciepło: Modelowanie
PublicationW artykule poddano analizie dwie odmienne metody służące do symulacji zużycia energii do ogrzewania i wentylacji w budynku. W tej części artykułu porównuje się pod względem matematycznym, dwa modele energetyczne budynku, wykorzystujące odmienne podejścia do modelowania przepływu powietrza w pomieszczeniach. .
-
Wpływ modelu przepływu powietrza w budynku na dokładność prognozowania zapotrzebowania budynku na ciepło: Porównanie dokładności prognozowania
PublicationTo kontynuacja artykułu, w którym omówiono dwie różne metody obliczania efektywności energetycznej budynków. Druga część artykułu przedstawia analizę wyników numerycznych zużycia ciepła w budynku referencyjnym z danymi rzeczywistymi, zebranymi w okresie grzewczym w latach 2010/2011. W artykule ukazano wpływ sposobu obliczania ilości wymienianego powietrza wentylacyjnego w budynkach mieszkalnych na zużycie ciepła do ogrzewania...
Year 2011
-
Numerical analysis by FEM and analytical study of the dynamic thermal behavior of hollow bricks with different cavity concentration
PublicationThis paper presents the investigation results on the influence of the cavity concentration in hollow bricks on static and dynamic thermal parameters: a time lag, a decrement factor, an equivalent thermal diffusivity (ETD) and an equivalent thermal conductivity (ETC). The dynamic thermal behavior of hollow bricks is studied with an optimized cavity shape to reduce the intensity of radiation and convective heat exchange. The thermal...
-
Numerical analysis by FEM and analytical study of the dynamic thermal behavior of hollow bricks with different cavity concentration
PublicationThis paper presents the investigation results on the influence of the cavity concentration in hollow bricks on static and dynamic thermal parameters: a time lag, a decrement factor, an equivalent thermal diffusivity (ETD) and an equivalent thermal conductivity (ETC). The dynamic thermal behavior of hollow bricks is studied with an optimized cavity shape to reduce the intensity of radiation and convective heat exchange. The thermal...
-
Thermal Barrier as a technique of indirect heating and cooling for residential buildings
PublicationW artykule zaprezentowano koncept pośredniego ogrzewania i chłodzenia budynków mieszkalnych promieniowaniem słonecznym zwany barierą termiczną. System składa się z polipropylenowych rurek umieszczonych w ścianach zewnętrznych, w których znajduje się płyn. Koncept jest zastosowany do stabilizacji i redukcji przepływu ciepła w kierunku prostopadłym do ścian. Wykonano obszerne obliczenia MES z zastosowaniem nowego systemu kontroli,...
Year 2010
-
Koncepcja Bariery Termicznej w budynkach o bardzo niskim zapotrzebowaniu na energię
PublicationKoncepcja pośredniego systemu ogrzewania i chłodzenia pomieszczeń w budynkach. Bariera Termiczna(BT). Podstawowe wyniki badań wydajności BT. Autorski system sterowania procesem ogrzewania i chłodzenia BT. Przykład symulacji numerycznej pracy elementu ściennego.
-
Ocena stanu ochrony cieplnej budynku
PublicationKsiążka stanowi kompleksowe przedstawienie zagadnienia oceny energooszczędności budynków. W książce podano podstawy teoretyczne problemu wymiany ciepła w budynkach, metody oceny energooszczędności oparte na kryterium wskaźnika zapotrzebowania na energię pierwotną ze źródeł nieodnawialnych. Przedstawiono wpływ charakterystyki energetycznej budynku na wielkość strat ciepła. Omówiono systemy ogrzewania, chłodzenia i wentylacji oraz...
-
Wprowadzenie do termowizji i termografii
PublicationTermografię (termowizję) definiuje się jako proces obrazowania w paśmie średniej podczerwieni. Proces ten realizuje się poprzez rejestrację promieniowania cieplnego, emitowanego przez obserwowane ciała fizyczne, bez konieczności oświetlania ich zewnętrznym źródłem światła. W ten sposób można również dokonywać dokładnych pomiarów temperatury. Kompletny proces zawiera detekcję i rejestrację emitowanego promieniowania podczerwonego,...
Year 2008
-
Archives of civil engineering. Intelligent graphic modeler integrating FE analisys of transient heat transfer with early computer-aided design of energy-efficient buildings
PublicationW pracy zaprezentowano nowatorski Modeler Rozmyty, w którym zaimplementowano unikalną koncepcję rozpoznawania. Modeler Rozmyty dokonuje ekstrakcji danych geometrycznych poprzez rozpoznanie i identyfikację niedokładnych i niejednorodnych rysunków, złożonych z prostych obiektów graficznych.
-
Comparison of physical performances of the ventilation systems in low-energy residential houses.
PublicationW artykule przedstawiono wyniki doświadczeń pomiaru efektywności różnych systemów wentylacyjnych w energooszczędnych budynkach mieszkalnych na terenie Niemiec. Porównano 4 różne systemy wentylacyjne. Dodatkowo wykonano ankiety wśród mieszkańców na temat opinii o systemach wentylacyjnych.
-
Optymalizacja zużycia energii cieplnej w kontekście certyfikacji energetycznej budynków
PublicationW artykule omówiono podejście Dyrektywy 2002/91/EC do optymalizacji zużycia energii.
Year 2007
-
Projektowanie, realizacja i eksploatacja attyk budynków mieszkalnych w aspekcie usterek i uszkodzeń cieplno-wilgotnościowych
PublicationW artykule przedstawiono w sposób syntetyczny zestawienie najbardziej istotnych zasad projektowania attyk w budynkach realizowanych w technologii tradycyjnej oraz tradycyjnej udoskonalonej. Zamieszczono zestawienie najczęściej popełnianych błędów wykonawczych oraz ich wpływ na rozkład pola temperatur w węzłach stropowo-ściennych. Zaproponowano rozwiązania projektowe ograniczając występowanie useterek cieplno-wilgotnościowech w...
Year 2006
-
Wybrane problemy cieplno-wilgotnościowe murów ceramicznych
PublicationW artykule przedstawiono wyniki analizy przepływu strumienia ciepła dla węzłów stropowo-ściennych realizowanych według zróżnicowanych rozwiązań konstrukcyjno-materiałowych: dla przypadku murów jednorodnych, jednowarstwowych oraz wielowarstwowych. Omówiono najczęściej popełniane błędy podczas realizacji murów ceramicznych i ich wpływ na rozkład temperatury w wężle stropowo-ściennym.
Year 2005
-
Inteligentny modeler graficzny w komputerowych systemach wspomagania projektowania budowlanego
PublicationW pracy przedstawiono Inteligentny Modeler Graficzny (IMG), integrujący proces projektowania w systemach CAD. IMG integruje dwie podstawowe fazy projektowania : fazę konstruowania z fazą analziy konstrukcji. Podstawą integracji stałą się metoda Graphic Data Edition (GDE) rozpoznawania rysunku, oprata na koncepcji Logiki Rozmytej. Metoda GDE pozwoliła na zbudowanie modelera rozmytego, mającego za zadanie rozpoznanie rysunku i wygenerowanie...
-
Problem energooszczedności i termoizolacyjności budynków mieszkalnych
PublicationW artykule omówiono przyczyny zawilgocenia budynków mieszkalnych mimo spełnienia kryteriów energooszczędności i termoizolacyjności. Wyniki analizy cieplno-wilgotnościowej przeprowadzono w oparciu o program MES.
-
Problemy cieplno-wilgotnościowe współczesnych ceramicznych murów jednorodnych
PublicationW artykule przedstwiono wpływ błędów projektowych i wykonawczych na powstwanie zaburzeń przepływu strumienia ciepła w obszarze węzła stropowo-ściennego dla przypadku ceramicznych murów jednorodnych
Year 2003
-
Spęcherzenie żywicznych posadzek przemysłowych.
PublicationŻywiczne posadzki przemysłowe gwarantują dużą wytrzymałość, szczelność i estetykę powierzchni. Ulegają one jednak różnym rodzajom uszkodzeń. Spęcherzenia są uszkodzeniem trudnym do zdiagnozowania. Bardzo często w jednym miejscu występują w innym zaś nie. Naszym zdaniem główną przyczyną powstania spęcherzeń jest mechanizm cieplno-dyfuzyjny wynikający ze zmian intensywności dyfuzji powierzchniowej i przemieszczania się wilgoci wraz...
Year 2002
-
Kapilarność podkładu betonowego a odspojenia posadzek przemysłowych
PublicationW artykule omówiono przyczyny odspojeń posadzek przemysłowych.
seen 2858 times