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Resumo Sólidos porosos são comuns em estruturas de engenharia e na natureza. As propriedades dos materiais são inevitavelmente afetadas pela inhomogeneidade interna. A condutividade térmica efetiva de materiais porosos tem sido e continua a ser um assunto de ampla pesquisa. Menos atenção tem sido dedicada à condutividade térmica impactada por fissuras internas. Este estudo é dedicado a análises teóricas dos efeitos combinados de poros e fissuras na condutividade térmica efetiva. Simulações numéricas sistemáticas utilizando o método dos elementos finitos são realizadas com base em modelos bidimensionais, com distribuições periódicas de poros e fissuras internas. As investigações paramétricas buscam abordar como o layout geométrico individual pode influenciar o comportamento geral da condução térmica. Além de poros circulares e fissuras isoladas, poros angulares com fissuras se estendendo a partir de seus cantos agudos também são considerados. Foi encontrado que tanto fissuras isoladas quanto fissuras conectadas a poros existentes podem reduzir significativamente a condutividade térmica efetiva em materiais porosos. Como é muito mais fácil detectar microscopicamente poros internos do que fissuras finas, deve-se ter cuidado ao usar a porosidade aparente a partir de imagens microscópicas e medições de densidade para estimar a condutividade térmica geral. Análises quantitativas dos efeitos geométricos detalhados são relatadas neste artigo.
Shen et al. (Mon,) estudaram essa questão.