مطالعه المان محدود رفتار انتقال گرما در آجرهای حفره‌دار تولید شده با استفاده از چاپگر‌های سه‌بعدی ساختمانی

با توجه به اینکه شکل و چیدمان حفره‌های آجر، تاثیر زیادی بر میزان انتقال گرمای نفوذی به داخل ساختمان دارد، بنابراین لازم است که مدل‌های مختلف این حفره‌ها مورد بررسی قرار گیرد. در تحقیق حاضر، به ارائه ساختار جدیدی برای سلول‌های آجر ساختمانی پرداخته شده و تاثیر شکل و ابعاد حفره‌ها بر عملکرد گرمایی آن با استفاده از روش المان محدود و روش پاسخ سطح رویه (rsm) مطالعه شده است. پارامترهای ورودی شامل مشخصات هندسی حفره‌ها بوده و عبور گرما به عنوان متغیر پاسخ در نظر گرفته شده است. به منظور حداقل کردن پارامتر انتقال گرما، روش rsm و المان محدود به صورت همزمان استفاده شده است. معادلات انتقال گرمای سه‌بعدی به صورت پایا و در نظر گرفتن سه مکانیزم انتقال گرمای رسانشی، همرفتی و تابشی حل، و توزیع دما و ضریب رسانایی گرمایی تعیین شده است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش ضخامت جداره یا با افزایش ارتفاع حفره و به طور کلی با افزایش محیط حفره می‌توان مقاومت گرمایی بلوک‌ها را افزایش داد. نتایج نشان می‌دهد که در بین طرح‌های بررسی شده، بهترین عملکرد گرمایی مربوط به نمونه hb-10 با u-value برابر 1/95 می‌باشد که بهبود 97% نسبت به آجر بدون حفره پیدا کرده است.

finite element study of heat transfer in hollow 3d printed construction bricks

the shape and arrangement of holes in bricks has a great effect on the rate of penetration heat transfer in the building. in the present study, a new structure has been proposed for building brick cells and the effect of the shape and dimensions of the cavities on its thermal performance has been studied using the finite element method and the surface response method (rsm). the input parameters include the geometric characteristics of the cells and the heat transfer performance is considered as the response variable. in order to minimize the heat transfer parameter, the rsm method and the finite element are used simultaneously. the threedimensional heat transfer equations are solved by considering the three mechanisms of conduction heat transfer, convection and radiation, and temperature distribution and heat transfer coefficient are obtained. the results show that by increasing the thickness ofcells and the length of the cell and in general by increasing the perimeter of the cells, the thermal resistance of the blocks can be increased. the results show that among the studied designs, the best thermal performance is related to hb-10 sample with u-valueequal to 1.95 which has improved 97% compared to brick without cavity.