تاثیر کاربرد روش المان مرزی در ترکیب با روش المان محدود در تحلیل مسائل اندر کنش آب و سازه

اختصاصی از یارا فایل تاثیر کاربرد روش المان مرزی در ترکیب با روش المان محدود در تحلیل مسائل اندر کنش آب و سازه دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

چکیده
 اندر کنش آب و سازه تحت اثر بار های دینامیکی موضوعی است که در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری از محققان بوده است. از آنجاییکه روشهای تحلیلی در حل مسائل بسیار ساده استفاده میشود، روشهای عددی درحوزه زمان یا فرکانس باید بکار گرفته شود در این پروژه روش های المان محدود و المان مرزی، بطوریکه بتوانند بصورت ترکیبی مورد استفاده قرار گیرند معرفی میشوند. قسمت جامد توسط المان های محدود هم پارامتر مدل سازی شده است.ماتریس های سختی و جرم هر المان محدود با استفاده از توابع شکل مربوطه و روابط ریاضی مختص به المان های هم پارامتر دو بعدی محاسبه میشود. نهایتا با تشکیل ماتریس سختی و جرم کل سازه، ورودی های مربوط به بخش جامد تکمیل میشود. مدل سازی سیال توسط المان های مرزی انجام میگیرد. با توجه به اینکه مساله دینامیکی حل میشود، روابط ریاضی حاکم بر محیط سیال از نوع مسایل پتانسیل وابسته به زمان با معادله پواسن است. برای حل چنین معادله ای از توابع کمکی یا به عبارت دیگر حل پایه ای وابسته به زمان استفاده میشود. نتیجه حل، تشکیل ماتریس هایی است که برای بدست آوردن ماتریس سختی معادل روش المان مرزی از آنها استفاده می شوددر مرحله بعد، با تشکیل ماتریس سختی ترکیبی المان مرزی و المان محدود و همچنین استفاده از روش گامهای زمانی نیومارک مساله حل میشود. با تغییر در ابعاد المان های محدود و حل مساله در دو حالت بدون وجود سیال و با احتساب سیال، تاثیر سیال در تماس با سازه بررسی گردید. از نمودار های حاصله اینطور نتیجه گیری میشود که با در نظر گرفتن وجود سیال، پاسخهای نا منظم در اثر تغییر در ابعاد المان ها در حالت بدون سیال جای خود را به پاسخهای تقریبا منظم میدهد. ضمنا تاثیر تغییرات در گامهای زمانی روش نیومارک نیز مورد بررسی قرار گرفت.

چکیده ..................................................................................................................................................................................... 1
مقدمه ...................................................................................................................................................................................... 2
فصل اول:مقدمه ای بر روش المان مرزی
-1 روشهای عددی در مکانیک محیطهای پیوسته......................................................................................................... 4
4.................................................................................................................................(FD) -1 روش تفاضل محدود -1
5.................................................................................................................................... (FE) -2 روش اجزاء محدود -1
6......................................................................................................................................(BE) -3 روش المان مرزی -1
-2 نگاهی کلی به تاریخچه پیشرفت روش المان مرزی................................................................................................. 9
-3 مقایسه روش المان مرزی و روش المان محدود.................................................................................................... 12
-1 نقاط قوت روش المان مرزی............................................................................................................................ 12 -3
-2 نقاط ضعف روش المان مرزی.......................................................................................................................... 13 -3
-4 المان مرزی یا المان محدود؟..................................................................................................................................... 14
فصل دوم:مروری بر روش المان محدود
-1 فرمولاسیون روش المان محدود در تحلیل های خطی مکانیک جامدات.......................................................... 17
1مقدمه...................................................................................................................................................................... 17 -1
-2 المان محدود به روش تغییر مکان.................................................................................................................. 17 -1
-3 معادلات المان محدود....................................................................................................................................... 18 -1
-2 فرمولاسیون و محاسبه ماتریس های المان محدود هم پارامتر............................................................................. 24
-1 محاسبه ماتریس سختی المان میل های توسط المان های هم پارامتر........................................................ 25 -2
-2 فرمولاسیون المان های پیوسته...................................................................................................................... 27 -2
فصل سوم: روابط ریاضی حاکم بر روش المان مرزی
مسایل دو بعدی پتانسیل................................................................................................................................................. 37
-1 فرمول بندی تحلیلی...................................................................................................................................................... 37
-2 راه حل عددی................................................................................................................................................................. 41
گام 1: تقسیم مرز به المانهای مرزی........................................................................................................................ 42
گام 2: انتگرال گیری عددی ضرایب........................................................................................................................ 44
گام 3: ارضاء شرایط مرزی......................................................................................................................................... 49
گام 4: حل معادلات جبری........................................................................................................................................ 50
گام 5: محاسبه متغیرهای داخلی............................................................................................................................. 50
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
مسایل پتانسیل وابسته به زمان...................................................................................................................................... 51
حل پایه ای وابسته به زمان .............................................................................................................................................. 52
ترکیب روش المان محدود و المان مرزی..................................................................................................................... 55
-1 شرایط موجود در مرز مشترک................................................................................................................................... 57
-2 رابطه بین نیرو و نیروی کششی ................................................................................................................................ 57
-3 ایجاد ماتریس سختی معادل المان مرزی................................................................................................................ 59
-4 تبدیل نیروهای المان محدود به کشش................................................................................................................... 61
فصل چهارم: نمونه ای از مسائل حل شده توسط روش ترکیبی المان محدود و المان مرزی
-1 ترکیب روش المان محدود و روش المان مرزی منقطع در تحلیل مسائل اندر کنش آب و سازه............... 64
-1 مقدمه :................................................................................................................................................................. 64 -1
-2 روش المان مرزی منقطع در دینامیک سیالات : ........................................................................................ 65 -1
-3 حل مثال عددی................................................................................................................................................. 71 -1
-2 تحلیل اندر کنش آب و سازه توسط ترکیب روش المان مرزی و المان محدود غیر خطی.......................... 72
-1 مقدمه: ................................................................................................................................................................. 72 -2
-2 مدل سازی سازه : .............................................................................................................................................. 73 -2
-3 مدل سازی سیال : ............................................................................................................................................. 74 -2
-4 ترکیب سازه و سیال : ....................................................................................................................................... 75 -2
-5 مطالعات عددی : ................................................................................................................................................ 76 -2
-1 سد بتنی تحت تاثیر زلزله :................................................................................................................... 76 -5 -2
-2 سازه حلقه ای شکل تحت تاثیر فشار داخلی :.................................................................................. 79 -5 -2
-3 مخزن پر از آب : .................................................................................................................................... 82 -5 -2
-6 نتیجه گیری : ...................................................................................................................................................... 85 -2
-3 تحلیل اندر کنش آب و سازه در مورد مخازن سه بعدی مستطیل شکل توسط ترکیب روش های المان
و مقایسه نتایج آزمایشگاهی ................................................................. 86 (BEM) و المان مرزی (FEM) محدود
-1 مقدمه :................................................................................................................................................................. 86 -3
-2 روابط ریاضی :..................................................................................................................................................... 87 -3
-3 مقایسه با نتایج آزمایشگاهی : ......................................................................................................................... 93 -3
فصل پنجم: حل مساله نمونه
حل مساله نمونه................................................................................................................................................................. 99
101...............................................................................................................................ANSYS تحلیل توسط نرم افزار
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
-1 محیط الاستیک بدون حضور سیال: ...................................................................................................................... 101
-2 محیط الاستیک با حضور سیال.............................................................................................................................. 104
-1 المان مورد استفاده برای سیال .................................................................................................................... 105 -2
-2 شرط های مرزی ............................................................................................................................................. 106 -2
-1 شرط مرزی مربوط به مرز های عمودی محیط الاستیک:......................................................... 106 -2 -2
-2 شرط مرزی مربوط به مرز مشترک سازه و سیال: ....................................................................... 106 -2 -2
3-2 شرط مرزی مربوط به مرز های عمودی سیال:............................................................................... 106 -2
4-2-2 شرط مرزی مربوط به مرز انتهایی محیط سیال:............................................................................ 106
109................................................................MATLAB حل مساله توسط برنامه رایانه ای تهیه شده در محیط
روش گام های زمانی نیومارک..................................................................................................................................... 111
فصل ششم: بحث و نتیجه گیری
بحث و نتیجه گیری....................................................................................................................................................... 117
نیاز های پژوهشی آینده................................................................................................................................................ 122
فهرست منابع لاتین:....................................................................................................................................................... 124
فهرست منابع فارسی:..................................................................................................................................................... 126