حل مسائل ویسکوالاستیک با استفاده از روش اجزای مرزی مختلط فوریه

نوع مقاله : پژوهشی اصیل (کامل)

نویسندگان
دانشگاه شهید باهنر کرمان
10.48311/mcej.2025.99145.0
چکیده
در این مقاله، روش اجزا مرزی مختلط فوریه برای تحلیل عددی دوبعدی مواد ویسکوالاستیک مانند لاستیک، بتن، پلیمر یا مواد زیستی با استفاده از توابع پایه شعاعی (RBF) بازفرمول‌بندی شده است. این مسئله به این دلیل مورد توجه قرار گرفته است که با پیشرفت علم و گرایش به روش‌های بهینه‌تر، به دیدگاه‌های واقعی‌تری نیاز پیدا شده است. در روش متداول اجزای مرزی  (BEM)، قضیه کلاسیک دوگانه بازبینی شده است و توابع پایه مختلط فوریه به جای توابع شکل کلاسیک لاگرانژ به کار گرفته شده‌اند. این توابع می‌توانند حوزه‌های مختلفی مانند میدان توابع نمایی و مثلثاتی و همچنین توابع چندجمله‌ای را اغنا کنند. سپس، جابه‌جایی‌ها و تنش‌ها تخمین زده شده و برای سه مسئله مرجع با روش‌های کلاسیک و تحلیلی مقایسه می‌شوند تا اعتبار و پایداری روش پیشنهادی بررسی شود. نتایج، نشان‌دهنده دقت و کارایی بالای روش فوریه در مقایسه با رویکرد کلاسیک است و با توجه به اینکه نتایج دقیق‌تر با کمترین درجه‌های آزادی به دست می‌آیند، نتیجه‌گیری میشود که روش پیشنهادی اقتصادی‌تر و کارآمدتر است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Solving Viscoelastic Problems Using Complex Fourier Boundary Element Method

نویسندگان English

Mahdieh Bahrampour
Saleh Hamzehei-Javaran
Shahid Bahonar University of Kerman
چکیده English

A complex Fourier boundary element method for two-dimensional numerical analysis of viscoelastic materials such as rubber, concrete, polymers, or biological substances using radial basis functions (RBF) is proposed in the current paper. This matter was considered due to the fact that the demand for a much more realistic vision is increasing as science proceeds towards optimized approaches. The classic reciprocal work theorem is reconsidered in the well-known boundary element method (BEM) when complex Fourier RBFs serve as shape functions instead of the customary ones. These functions can satisfy various areas such as exponential and trigonometric fields as well as polynomial fields. Afterwards, displacements and tractions are approximated and compared to both Lagrangian and analytical procedures for three benchmark problems to determine the validity and stability of the proposed method. The results show magnificent accuracy and efficiency for the Fourier method in comparison with the classic approach, and by considering the fact that more accurate results are gained while incorporating fewer degrees of freedom in the analysis procedure, it was concluded that the suggested method is both economical and more efficient.

کلیدواژه‌ها English

2D Viscoelastic problems
Boundary element method
Radial basis functions
Complex Fourier elements