فهرست و منابع پایان نامه تاثیر کاربرد روش المان مرزی درترکیب با روش المان محدود در تحلیل مسائل اندر کنش آب و سازه
فهرست:
عنوان مطالب شماره صفحه
چکیده .....................................................................................................................................................................................١
مقدمه ......................................................................................................................................................................................
٢ فصل اول :مقدمه ای بر روش المان مرزی
١-روشهای عددی در مکانیک محیطهای پیوسته .........................................................................................................٤
١-١-روش تفاضل محدود (FD).................................................................................................................................4
١-٢-روش اجزاء محدود (FE) ....................................................................................................................................٥
١-٣-روش المان مرزی (BE)......................................................................................................................................6
٢-نگاهی کلی به تاریخچه پیشرفت روش المان مرزی .................................................................................................٩
٣-مقایسه روش المان مرزی و روش المان محدود....................................................................................................١٢
٣-١-نقاط قوت روش المان مرزی ............................................................................................................................١٢
٣-٢-نقاط ضعف روش المان مرزی ..........................................................................................................................١٣
٤-المان مرزی یا المان محدود؟.....................................................................................................................................١٤ فصل دوم :مروری بر روش المان محدود
١-فرمولاسیون روش المان محدود در تحلیل های خطی مکانیک جامدات ..........................................................١٧
١-١مقدمه ......................................................................................................................................................................١٧
١-٢-المان محدود به روش تغییر مکان ..................................................................................................................١٧
١-٣-معادلات المان محدود.......................................................................................................................................١٨
٢-فرمولاسیون و محاسبه ماتریس های المان محدود هم پارامتر.............................................................................٢٤
٢-١-محاسبه ماتریس سختی المان میله ای توسط المان های هم پارامتر........................................................٢٥
٢-٢- فرمولاسیون المان های پیوسته ......................................................................................................................٢٧ فصل سوم : روابط ریاضی حاکم بر روش المان مرزی
مسایل دو بعدی پتانسیل .................................................................................................................................................٣٧
١-فرمول بندی تحلیلی ......................................................................................................................................................٣٧
٢-راه حل عددی .................................................................................................................................................................٤١
گام ١: تقسیم مرز به المانهای مرزی ........................................................................................................................٤٢
گام ٢: انتگرال گیری عددی ضرایب ........................................................................................................................٤٤
گام ٣: ارضاء شرایط مرزی .........................................................................................................................................٤٩
گام ٤: حل معادلات جبری ........................................................................................................................................٥٠
گام ٥: محاسبه متغیرهای داخلی .............................................................................................................................٥٠
مسایل پتانسیل وابسته به زمان ......................................................................................................................................٥١
حل پایه ای وابسته به زمان ..............................................................................................................................................٥٢
ترکیب روش المان محدود و المان مرزی .....................................................................................................................٥٥
١-شرایط موجود در مرز مشترک ...................................................................................................................................٥٧
٢-رابطه بین نیرو و نیروی کششی ................................................................................................................................٥٧
٣-ایجاد ماتریس سختی معادل المان مرزی ................................................................................................................٥٩
٤-تبدیل نیروهای المان محدود به کشش ................................................................................................................... ٦١
فصل چهارم : نمونه ای از مسائل حل شده توسط روش ترکیبی المان محدود و المان مرزی
١-ترکیب روش المان محدود و روش المان مرزی منقطع در تحلیل مسائل اندر کنش آب و سازه ............... ٦٤
١-١-مقدمه :.................................................................................................................................................................٦٤
١-٢-روش المان مرزی منقطع در دینامیک سیالات : ........................................................................................٦٥
١-٣-حل مثال عددی .................................................................................................................................................٧١
٢-تحلیل اندر کنش آب و سازه توسط ترکیب روش المان مرزی و المان محدود غیر خطی ..........................٧٢
٢- ١-مقدمه : .................................................................................................................................................................٧٢
٢-٢-المان محدود : ..............................................................................................................................................٧٣
٢-٣-مدل سازی سیال : .............................................................................................................................................٧٤
٢-٤-ترکیب سازه و سیال : .......................................................................................................................................٧٥
٢-٥-مطالعات عددی : ................................................................................................................................................ ٧٦
٢-٥-١-سد بتنی تحت تاثیر زلزله :................................................................................................................... ٧٦
٢-٥-٢-سازه حلقه ای شکل تحت تاثیر فشار داخلی :..................................................................................٧٩
٢-٥-٣- مخزن پر از آب : ....................................................................................................................................٨٢
٢-٦-نتیجه گیری : ......................................................................................................................................................٨٥
٣-تحلیل اندر کنش آب و سازه در مورد مخازن سه بعدی مستطیل شکل توسط ترکیب روش های المان
محدود (FEM) و المان مرزی (BEM) و مقایسه نتایج آزمایشگاهی ................................................................. ٨٦
٣-١-مقدمه :.................................................................................................................................................................٨٦
٣-٢-روابط ریاضی :.....................................................................................................................................................٨٧
٣-٣-مقایسه با نتایج آزمایشگاهی : .........................................................................................................................٩٣
فصل پنجم : حل مساله نمونه
حل مساله نمونه .................................................................................................................................................................٩٩
تحلیل توسط نرم افزار ANSYS...............................................................................................................................101
١-محیط الاستیک بدون حضور سیال : ......................................................................................................................١٠١
٢-محیط الاستیک با حضور سیال ..............................................................................................................................١٠٤
٢-١-المان مورد استفاده برای سیال ....................................................................................................................١٠٥
٢-٢-شرط های مرزی ............................................................................................................................................. ١٠٦
٢-٢-١- شرط مرزی مربوط به مرز های عمودی محیط الاستیک :......................................................... ١٠٦
٢-٢-٢- شرط مرزی مربوط به مرز مشترک سازه و سیال : ....................................................................... ١٠٦
٢-٢-٣ شرط مرزی مربوط به مرز های عمودی سیال :............................................................................... ١٠٦
٢-٢-٤ شرط مرزی مربوط به مرز انتهایی محیط سیال :............................................................................ ١٠٦
حل مساله توسط برنامه رایانه ای تهیه شده در محیط MATLAB ................................................................١٠٩
روش گام های زمانی نیومارک .....................................................................................................................................١١١ فصل ششم : بحث و نتیجه گیری
بحث و نتیجه گیری .......................................................................................................................................................١١٧
نیاز های پژوهشی آینده ................................................................................................................................................١٢٢
فهرست منابع لاتین :.......................................................................................................................................................١٢٤
فهرست منابع فارسی :..................................................................................................................................................... ١٢٦
منبع:
1- Peter Hunter- FEM.BEM Notes- Department of Engineering Science- The
University of Auckland- New Zeland- 2002.
2- A. A. Becker- The Boundary Element Method in Engineering- A Complete
Course-Mc.GRAW HILL Book Company- 1992.
3- O. VON Estroff, H. Antes- ON FEM-BEM Coupling for Fluid.Structure
Interaction Analyses in the Time Domain, International Journal for
Numerical Methods in Engineering, vol. 31, 1151-1168 (1991).
4- K. J. Bathe, Finite Element Procedures in Engineering Analysis, Prentice-
Hall, Englewood Cliffs, NJ. 1982.
سایر منابع لاتین که در این پروژه از آنها استفاده شده است :
5- Xiaosong Zhang, Xiaoxian Zhang- Coupling FEM and Discontinuous
BEM for Elastostatics and Fluid-Structure Interaction- Engineering
Analysis with Boundary Elements 26 (2002) 719-725.
6- O. Czygan, O. Von Estroff- Fluid.Structure Interaction- Engineering
Analysis with Boundary Elements 26 (2002) 773-779.
7- Hyun Moo Koh, Jae Kwan Kim and Jang- Ho Park- Fluid.Structure
Interaction Analysis of 3-D rectangular tanks by a variationally coupled
BEM-FEM and comparison with test results- Earthquake Engineering and
Structural Dynamics, vol. 27, 109 124 (1998).
8- C. A. Brebbia- J. Dominguez- Boundary Elements- An Introductory
Course- Mc. GRAW HILL Book Company- 1989.
9- CHONG-SHIEN TSAI & GEORGE C. LEE, Arch Dam- Fluid Interaction
by FEM-BEM and Substructure Concept, International Journal for
Numerical Methods in Engineering, vol. 24, 2367-2388 (1987).
10- G. Y. Yu; S.T. Lie, and S.C. Fan, Stable Boundary Element Method.Finite
Element Method Procedure for Dynamic Fluid.Structure Interactions,
Journal of Engineering Mechanics. September 2002.
11- C. S. Tsai, Analyses of Three-Dimensional Dam-Reservoir Interactions
Based on BEM with Particular Integrals and Semi-Analytical Solution,
Computers and Structures, vol. 43, No. 5, PP. 863-872, 1992.
12- Boris Stok and Nikolaj Mole, Coupling FEM and BEM for
Computationally efficient solutions of multi-physics and multi-domain
problems, International Journal for Computer-aided Engineering and
Software, vol. 23, No. 5.6 2005, PP. 711-738.
13- C. V. Girija, Vallabhan, Coupling of BEM-FEM Technology, Department
of Civil Engineering, Texas Tech University, Lubbock, Texas, U.S.A.
14- H. Antes, Time Domain Boundary Element Solutions of Hyperbolic
Equations for 2-D Transient Wave Propagation, Panel Methods in Fluid
Mechanics with Emphasis on Aerodynamics, Notes on Numerical Fluid
Mechanics, vol. 21, 1987, PP. 35-42.
١٥- سبحانی - علی - «اندرکنش سد وزنی و مخزن تحت نیروی زلزله » پایان نامه کارشناسی ارشد- ١٣٨٥-
دانشگاه آزاد اسلامی - واحد تهران جنوب - دانشکده تحصیلات تکمیلی .
سایر منابع فارسی که در این پروژه از آنها استفاده شده است :
١٦- جاهد مطلق ، حمید رضا- نوبان ، محمدرضا- اشراقی - محمد امین ، کتاب «اجزاء محدود ANSYS»
چاپ اول - تابستان ١٣٨٢.
١٧- شعبانعلی - محمدرضا- کتاب تحلیل المان محدود به کمک ANSYS- چاپ دوم - ١٣٨٢.
١٨- فکور یکتا- علی ، کتاب «خودآموز نرم افزار MATLAB»- چاپ چهارم -١٣٨١.