A surface tracking Lagrangian finite element approach for the analysis of rheological behavior of concrete and fresh cement pastes through the solution of the steady-state Navier Stokes equations is proposed in this study. The method proposes a novel yield stress criterion to stop the simulation in accordance with the Bingham plastic model theory. The simulation is verified through simulations of the channel flow test and comparison with the results from the previous used Volume of Fluid method. The results show a similar trend, and the proposed model shows potential for further rheological analysis. The U-box test for evaluation of passing ability of concrete has also been simulated through the proposed model.
본 연구에서는 정상 상태 나비에-스토크스 방정식의 해를 통해, 굳지 않은 콘크리트의 유변학적 거동을 분석하기 위한 표면 추적 라그랑지안 유한요소 접근 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 빙햄 모델 이론에 따라 흐름을 정지시키기 위한 새로운 전단응력 기준 모델을 포함한다. 제안된 해석 방법의 검증을 위해, 채널 플로 시험에 대한 유동해석을 수행하였고 기존의 Volume-of-Fluid 해석 결과와 비교 평가하였다. 제안된 해석 방법은 기존 방법과 유사한 경향을 보여주었으며, 흐름의 정지를 표현하는 측면에서 보다 합리적인 유변학적 해석이 가능할 것으로 기대된다. 또한 콘크리트의 채움성 평가를 위한 U-box 시험에 대한 해석을 진행하여, 제안방법의 다양한 적용성을 평가하였다.
