Numerical Modeling of Chemical Degradation of Concrete

Das Thema der Dissertation ist die numerische Simulation eines Zweiphasenflusses aus Wasser und Luft im porösen Medium, gekoppelt mit dem Transport von Chemikalien, die in einer oder beiden Phasen vorhanden sind, und chemischen Reaktionen, die die Porosität beeinflussen können. Wir demonstrieren unser Modell anhand des Laborexperiments zur beschleunigten Karbonatisierung des Betons und anhand von Szenarien aus dem SiTraM-Benchmark. Das System wird mithilfe des Finite-Volumen-Verfahrens diskretisiert und im Simulationsframework DUNE implementiert. Besonderes Augenmerk wird auf die Regularisierung von Nichtlinearitäten und entarteten Teilen des Systems gelegt. Wir fügen dem nichtlinearen Löser (Newton oder RASPEN) einen Projektionsschritt hinzu, um die durch die starken Reaktionsterme verursachten Konvergenzprobleme zu lösen. Außerdem verwenden wir Komplementaritätsbedingungen, um mit der Entartung des Systems umzugehen, die durch das Verschwinden einzelner Phasen entsteht.