۱۳ نتیجه برای روش المان مرزی
بابک امیدوار، محمد رحیمیان، تکتم محمد نژاد، علی رضا صناعی ها صناعی ها،
دوره ۱۰، شماره ۴ - ( ۹-۱۳۸۹ )
چکیده
ده- در این مقاله ضمن مرور چگونگی حصول معادله انتگرال مرزی جابه جا یی با استفاده از قضیه
برای مسائل ایزوتروپ خطی در محیط سه بعدی، به تفصیل ارائه می شود . با استفاده از نتایج cij محاسبه مستقیم ضرایب ترم آزاد
تحقیق حاضر امکان محاسبه مستقیم ضرایب ترم آزاد در مدل سازی مسائل بی نهایت و نیمه بی نهایت که نمی توان از مفهوم حرکت
جسم صلب برای محاسبه این ضرایب استفاده کرد، فراهم می شود. فرمول بندی ارائه شده در مسائلی که شرط همواری در محل
تلاقی المان های پیوسته، صادق نیست نیز کاربرد دارد. هم چنین توابع شکلی مربوط به المان های غیرپیوسته، و نیمه پیوسته درجه دوم
نه گره ای که در مدل سازی سطوح ترک، فصل مشترک لایه ها، مرزهای انتهایی محیط های نامحدود و بسیاری مسائل دیگر کاربرد
با حل و بررسی مثال های مکعب تحت تنش ،cij دارد، ارائه می شود. صحت و کارایی روش پیشنهاد شده برای محاسبه ضرایب
یکنواخت، تیر طرّه تحت حرکت جانبی در تکیه گاه، کره الاستیک تحت تنش یکنواخت و تحت جابه جا یی یکنواخت و در نهایت
حفره کروی تحت تنش یکنواخت و تحت جابه جایی یکنواخت، اثبات می شود.
ناصر خاجی، محمد حسین عرب،
دوره ۱۲، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۱ )
چکیده
چکیده- اهمیت مخازن ذخیره سیال در زندگی امروزه به اندازه سیالاتی است که در زندگی شهری مورد استفاده قرار می گیرند . مطالعات گوناگونی بر روی این سازههای تأثیرگذار انجام شده است که از جمله این مطالعات تأثیر سیستم های کنترل بر پاسخ لرزه ای مخزن است. از میان سیستمهای مزبور، تیغههای میراگر به عنوان یکی از ابزارهای کنترل غیرفعال با هدف کاهش تأثیر امو اج تلاطمی بر پاسخ مخازن ذخیره سیال مطرح است. در این پژوهش، تأثیر تیغه های میراگر حلقویشکل، که در ارتفاع معینی از کف مخازن زمینی استوانهای نصب شده است، بررسی می شود. با در نظر گرفتن معادله لاپلاس به عنوان رابطه حاکم بر رفتار سیال و با استفاده از روش المان مرزی، آنالیز مخزن صلب در قلمرو فرکانس و زمان انجام شده است. سپس تأثیر تیغه میراگر بر فرکانس مود طبیعی (در قلمرو فرکانس) و برش پایه و لنگر واژگونی (در قلمرو زمان) تحت زلزله های ارزینکان و ال سنترو بررسی شده است. بر اساس نتایج حاصل از آنالیزهای مزبور، ملاحظه میشود که با قراردادن تیغه شاهد کاهش فرکانس مود طبیعی خواهیم بود. همچنین، تأثیر تیغه بر پاسخ تحریک ناشی از دو شتاب نگاشت یادشده به صورت افزایش ناچیز برش پایه و کاهش چشمگیر لنگر واژگونی بوده است.
ناصر خاجی، مصطفی امینی،
دوره ۱۳، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۲ )
چکیده
چکیده- زمین با سطوح توپوگرافی نامنظم، یکی از عوامل پاسخهای لرزه ای پیچیده است. دلیل اصلی ایجاد پاسخ لرزهای پیچیده، مسئله انتشار و پراکنش امواج در این سطوح است. در این نوشتار، با فرض این که زمین مورد مطالعه، همسان گرد، همگن، و ارتجاعی است، نخست فرمولبندی امواج منتشرشده در یک میدان موج SH دوبعدی، با استفاده از روش المان مرزی مستقیم و به کمک بسط سری نیومن بیان شده است. سپس برای صحتسنجی برنامهی توسعه داده شده در این پژوهش، تحلیلهای عددی متنوعی برای درهها و تپههایی با شکلهای مختلف ارائه شده است. لازم است گفته شود که مسئلهی بالا در قلمروی بسامد حل شده و با شکلهای مختلف نیمدایره، مثلث و نیم بیضی بررسی شده است. نتایج به دست آمده از پژوهش با سایر جوابهای تحلیلی و عددی موجود مقایسه شده است. مقایسههای انجام شده دقت روش پیشنهادی بوده و نشان میدهد که روش المان مرزی بر اساس بسط سری نیومن با در نظر گرفتن فقط دو جمله اول این سری، به نتایج مطلوبی منجر میشود.
ناصر خاجی، مصطفی امینی،
دوره ۱۳، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۲ )
چکیده
چکیده- زمین با سطوح توپوگرافی نامنظم، یکی از عوامل پاسخهای لرزهای پیچیده است. دلیل اصلی ایجاد پاسخ لرزهای پیچیده، مسئله انتشار و پراکنش امواج در این سطوح است. در این نوشتار، با فرض اینکه زمین مورد مطالعه، همسان‌گرد، همگن، و ارتجاعی است، نخست فرمولبندی امواج منتشرشده در یک میدان موج SH دوبعدی، با استفاده از روش المان مرزی مستقیم و به کمک بسط سری نیومن بیان شده است. سپس برای صحتسنجی برنامهی توسعه‌داده‌شده در این پژوهش، تحلیلهای عددی متنوعی برای درهها و تپههایی با شکلهای مختلف ارائه شده است. لازم است گفته شود که مسئلهی بالا در قلمروی بسامد حل شده و با شکلهای مختلف نیمدایره، مثلث و نیم‌بیضی بررسی شده است. نتایج به‌دست‌آمده از پژوهش با سایر جوابهای تحلیلی و عددی موجود مقایسه شده است. مقایسههای انجام‌شده دقت روش پیشنهادی بوده و نشان میدهد که روش المان مرزی بر اساس بسط سری نیومن با در نظر گرفتن فقط دو جمله اول این سری، به نتایج مطلوبی منجر میشود.
دوره ۱۳، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۲ )
چکیده
در این مقاله یک روش رتبه کاسته ی کارآ جهت پیش بینی رفتار جریان غیردائم کاویتاسیون جزئی ارائه شده است. در این راستا جریان پتانسیل غیر دائم همراه با کاویتی با استفاده از روش المان مرزی تحلیل گردیده است. کاویتاسیون جزئی بر اساس روش غیرخطی جزئی با شبکه ی ثابت همراه با برخی اصلاحات مدل شده است. روش رتبه کاسته ی ارائه شده بر مبنای مقادیر ویژه می باشد. بدین منظور، الگوریتم تکراری محاسبه ی مرز کاویتی که به صورت متداول جهت تعیین مرزهای کاویتی مورد استفاده قرار می گیرد، به طور بهینه ای حذف شده است. بر پایه روش های مذکور، تحلیل ویژه و مدل سازی رتبه کاسته جریان غیر دائم بر روی NACA ۱۶-۰۰۶ انجام گرفته است. دقت و کارایی مدل ارائه شده با بررسی حالت های مختلف مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. مقایسه ی نتایج بین الگوریتم پیشنهادی و روش های متداول بیانگر کارکرد روش پیشنهادی با دقت مطلوب می باشند. در نهایت نشان داده شده که مدل رتبه کاسته پیشنهادی از لحاظ زمان محاسباتی بسیار بهینه تر از روش متداول در تحلیل جریان غیر دائم کاویتاسیون جزئی بر روی هیدروفویل ها عمل می نماید.
دوره ۱۵، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۴ )
چکیده
عوامل مختلفی مانند جنس، ارتفاع، ضخامت، ملاحظات نصب و شکل رأس دیواره‌ها بر بازدهی دیواره‌های صوتی در کاهش نویز فرودگاه تأثیر دارند. هدف از این مقاله، بهبود تأثیر شکل رأس دیواره‌ها بر میزان کاهش نویز اطراف فرودگاه و یافتن بهبود یافته ترین شکل راس دیواره می‌باشد. برای بررسی کارایی دیواره صوتی، از روش المان مرزی استفاده شده است. بدین صورت که با استفاده از نرم افزارهای مدلسازی، دیواره های صوتی با اندازه ها و ابعاد مختلف در آنها طراحی گردیده و پس از مش‌بندی آنها، ازروش المان محدود، برای تحلیل ارتعاشی مدل‌ها استفاده شده است. با استفاده از تحلیل ارتعاشی انجام شده، فرکانس‌های طبیعی و شکل مودهای سازه دیواره به دست می-آید. سپس با مدل کردن منبع نویز و گیرنده‌های صوتی میزان افت جاگذاری آنها محاسبه گردیده است. به دلیل اینکه تعداد حالات راس دیواره Y شکل بسیار متنوع بوده و بررسی تمام حالات چه از لحاظ زمان و چه از لحاظ هزینه به صرفه نمی‌باشد از روش طراحی آزمایشات تاگوچی جهت تقلیل حالات موجود استفاده شده است. سپس رابطه حاکم بر نتایج آزمون‌های گرفته شده با درصد خوبی به کمک شبکه عصبی تشخیص داده شده و در نهایت از الگوریتم ژنتیک جهت بهینه سازی و به دست آوردن ایده آل-ترین شکل رأس استفاده شده است.
دوره ۱۶، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله مدلسازی جریان پایای کاویتاسیون گسترده با استفاده از مدل غیرخطی پاره‌ای روش المان مرزی بررسی شده است. شبکه مورد استفاده از نوع ثابت بوده بنابراین قدرت چشمه و دوقطبی روی سطح هر المان و در هر مرحله ثابت می‌باشد. با توجه به استفاده از مدل غیرخطی پاره‌ای یا فرض ارتفاع کم کاویتی تمامی شرایط مرزی بر روی سطح جسم اعمال شده و هیچگونه محاسباتی بر روی سطح کاویتی انجام نمی‌گیرد. در این مدل عدد کاویتاسیون مقداری معلوم بوده و طول کاویتی در هر مرحله محاسبه میشود. چنانچه به مرحله ای رسیدیم که مقادیر بدست آمده در دو مرحله‌ی پیاپی تغییر ناچیزی داشته باشد طول نهایی کاویتی بدست آمده و ادامه حل متوقف میشود. بر پایه این روش، بطور ویژه دو شرط کوتای مورینو و فشاری تکرار شونده بر روی بال با مقطع ناکا ۱۶۰۰۶ به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. شرط کوتای فشاری تکرار شونده در مقایسه با شرط کوتای مورینو دارای هزینه محاسباتی بالاتری بوده اما از طرفی دارای دقت بالاتری جهت برقراری شرط کوتا می‌باشد. نشان داده شده است که در مدلسازی جریان کاویتاسیون گسترده مدل کوتای مورینو شرط عدم اختلاف فشار در لبه‌ی فرار را نمی‌تواند برقرار کند و می‌بایست از شرط کوتای تکرار شونده استفاده شود. با توجه به اینکه مدل بسته شدن کاویتی از نوع ساده می‌باشد مقایسه نتایج نشان میدهد این روش دارای دقت بسیار خوبی در پیش‌بینی رفتار جریان همراه با کاویتاسیون با توجه به هزینه محاسباتی بسیار کم دارا می‌باشد.
دوره ۱۶، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله جریان همراه با کاویتاسیون برروی پرتابه های متقارن محوری با کاویتاتور سوراخدار و بدون سوراخ با استفاده از روش های حجم کنترل و المان مرزی شبیه سازی شده است. در روش عددی از رویکرد جریان تعادلی همگن استفاده شد، همچنین از مدل زوارت برای تکمیل دستگاه معادلات و مدلسازی انتقال جرم بهره گرفته شده است. در روش المان مرزی با توزیع دوگان روی سطح جسم و کاویتی و توزیع چشمه روی سطح کاویتی شرایط برای استفاده از تئوری گرین در حل جریان‌های پتانسیل فراهم گشت، همچنین جهت اضافه کردن اثرات سوراخ تعدادی چشمه برروی سطح کاویتاتور قرار داده شد. اعتبارسنجی نتایج برای هر دو روش به وسیله روابط تحلیلی و داده های آزمایشگاهی صورت پذیرفته است. به طور کلی نتایج این کار تحقیقاتی در دو بخش ارائه می گردد. در قسمت اول خواص هیدرودینامیک کاویتاتور سوراخدار همچون ابعاد کاویتی، نیروی های هیدرودینامیکی، رفتار جریان و ..... با استفاده روش های مبتنی بر حل معادلات ناویر استوکس مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. سپس در بخش بعد از روش المان مرزی برای تحلیل جریان کاویتاسیونی همراه با کاویتاتور سوراخدار برروی هندسه های کاربردی در ابعاد واقعی استفاده می شود. از مهمترین نتایج این پژوهش می توان به کاهش ابعاد کاویتی و همچنین افزایش نیروی وارد بر پرتابه در حین استفاده از کاویتاتور سوراخدار اشاره کرد. همچنین روابطی نیز برای حداکثر طول و قطر کاویتی تشکیل شده برروی هندسه استوانه سرتخت نسبت به عدد کاویتاسیون و قطر سوراخ ارائه شده است.
دوره ۱۷، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۶ )
چکیده
سیستمهای رانش پاددار یکی از آخرین نوآوری‌ها در زمینه سیستمهای رانش دریایی می‌باشند. تحلیل هیدرودینامیکی این سیستم پیچیده‌تر از سیستمهای رانش معمولی پروانه و سکان است. روش‌های عددی مختلفی در تحلیل هیدرودینامیکی سیستم رانش پاددار استفاده گردیده‌است. محدوده این روش‌ها شامل روش‌های پتانسیل کامل تا روش‌های کاملاً ویسکوز می‌باشد. رویکرد ما در این مقاله استفاده از روش‌های ترکیبی است. هدف اصلی این تحقیق توسعه یک روش عددی ترکیبی بر مبنای روش‌های پتانسیل و ویسکوز به‌منظور تحلیل هیدرودینامیکی سیستمهای رانش پاددار است. در این روش ترکیبی پیشنهادی پتانسیل و ویسکوز، جریان حول اجزای چرخشی (پروانه) بوسیله یک کد پتانسیل توسعه داده شده به روش المان مرزی شبیه سازی شده است. سپس از یک حل‌گر ویسکوز بر مبنای حل عددی معادلات متوسط‌گیری شده ناویر- استوکس برای تحلیل جریان حول اجزای غیر چرخشی (پاد و استرات) استفاده میشود. در این بخش اثر پروانه به‌وسیله یک توزیع پراکنده نیرو معادل بیان می‌گردد که به صورت نیروهای حجمی به سمت راست معادله مومنتوم اضافه می‌گردد. در این حالت دو سیکل انتقال برای کوپل نتایج بین دو حل‌گر پتانسیل و ویسکوز وجود دارد. در مرحله نخست دقت این روش ترکیبی با تحلیل هیدرودینامیکی یک پروانه به‌تنهایی مورد بررسی و معتبرسازی گردید. در ادامه کل سیستم رانش پاددار در جریان مستقیم با استفاده از روش پیشنهادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته‌است. نتایج حاصله شامل ضرایب تراست و گشتاور پروانه و نیروی کل سیستم رانش می‌باشد. در ادامه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه شده است و دقت این روش ترکیبی مورد ارزیابی قرار گرفته است.
دوره ۱۷، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۶ )
چکیده
در این مقاله به بررسی و تحلیل موج صوتی منتشر شده از یک پوسته مخروطی ناقص که در اثر یک موج صوتی برخوردی تحریک می شود، پرداخته شده است. فضای بیرونی پوسته در معرض سیال هوا قرار دارد و فضای داخلی پوسته نیز خلاء در نظر گرفته می شود. ابتدا معادلات پوسته مخروطی بر اساس تئوری دانل و استفاده از اصل همیلتون استخراج می‌گردد. سپس روابط موج صوتی برخوردی، و موج منتشر شده در اثر برخورد به پوسته استخراج می گردد. روابط مربوط به موج صوتی برخوردی با استفاده از حل هارمونیک معادله موج تخت که از بینهایت می آید، استخراج می گردد و موج منتشر شده در اثر برخورد به پوسته نیز با استفاده از معادله انتگرالی هلمهولتز که تابعی از فشار سطح پوسته و جابجایی آن می باشد، استخراج می گردد. در نهایت معادلات سیستم کوپل سازه-آکوستیک با ترکیب معادلات دینامیکی سازه و معادلات مربوط به موج صوتی استخراج می گردد. فشار موج صوتی در معادله انتگرالی هلمهولتز که تابعی غیر صریح از جابجایی سطح پوسته می باشد، با استفاده از روش المان بندی مرزی سطح پوسته بر حسب جابجایی نقاط المان بیان می_گردد. سپس با استفاده از ترکیب روش ریلی-ریتز و المان مرزی، معادلات کوپل سازه آکوستیک حل شده و فشار صوتی در روی سطح پوسته و فضای خارج آن بدست می آید.
دوره ۱۸، شماره ۴ - ( ۵-۱۳۹۷ )
چکیده
با توسعه روزافزون رایانه‌ها استفاده از روش‌های عددی برای حل مسائل مهندسی کاربرد بسیاری یافته‌است. از جمله‌ی این روش‌ها میتوان به روشهایی همچون تفاضل محدود، المان محدود، حجم محدود، روش المان مرزی و ... اشاره نمود. در این پژوهش از روش المان مرزی برای شبیهسازی عددی استفاده شده‌است. تفاوت روش المان مرزی با روشهایی همچون روش المان محدود در ریاضیات حاکم بر مسأله است. در این روش ابتدا از معادله دیفرانسیلی حاکم بر مسأله یک‌بار انتگرال گرفته میشود. این انتگرال‌گیری منجر به کاهش یک بعد از ابعاد مسأله می‌گردد و سپس اقدام به شبیهسازی میشود. در این پژوهش ابتدا با استفاده از یک تغییر متغیر معادله ناویر استوکس به معادله ناویر در الاستواستاتیک تبدیل می‌گردد. سپس از روش‌های پیشنهادی برای مسأله الاستواستاتیک، برای حل جریان سیال لزج استفاده میشود. در واقع تفاوت اصلی میان این شیوه و سایر شیوه‌های پیشنهادی در روش المان مرزی در پاسخ بنیادینی است که در این شیوه از آن استفاده شده‌است. در واقع در این پژوهش، برخلاف پژوهش‌های پیشین، از پاسخ بنیادین معادله ناویر استفاده شده است. در پایان با استفاده از ریاضیات حاکم بر مسأله یک برنامه کامپیوتری برای حل جریان سیال لزج نوشته شد. این برنامه برای دو هندسه متفاوت داخل حفره و پشت پله اعمال گردید، که به ترتیب تا اعداد رینولدز ۶۰۰ و ۱۰۰ موفق به دست‌یابی به پاسخهای همگرا شدیم.
صالح حمزهء جواران، سعید شجاعی،
دوره ۱۹، شماره ۵ - ( ۱۰-۱۳۹۸ )
چکیده
در این مقاله، یک آنالیز المان مرزی جدیدی برای مدلسازی مسائل دو بعدی پتانسیل پیشنهاد شده است. روش المان مرزی بر مبنای المان‌های هنکل کروی به منظور تقریب متغیرهای حالت معادلات دیفرانسیل پواسون و لاپلاس (پتانسیل‌ها و شارها)، بازفرمول‌بندی شده است. با استفاده از غنی‌سازی توابع پایه‌ی شعاعی هنکل کروی، توابع انترپولاسیون روش المان مرزی حاصل شده‌اند. بدین منظور، به بسط تابعی‌ای که در آن فقط از تقریب توابع پایه‌ی شعاعی هنکل کروی استفاده میشود، ترم‌های چندجملهای الحاق میشود. از جمله خواص منحصر بفرد انترپولاسیون پیشنهادی میتوان به مشارکت میدان توابع نوع اول و دوم بسل در فضای مختلط علاوه بر اغنای میدان توابع چندجملهای، بر خلاف توابع کلاسیک لاگرانژ که فقط توابع چندجملهای را اغنا میکنند، اشاره کرد. بعلاوه توابع شکل پیشنهادی از خاصیت قطعه قطعه پیوسته از مرتبه بینهایت سود می‌برند که این امر برای توابع شکل کلاسیک لاگرانژ که دارای مرتبه پیوستگی محدودی هستند، وجود ندارد. تابع هنکل کروی نوع اول دارای سینگولاریتی قوی در قسمت موهومی خود، تابع نیومن کروی، می‌باشد که این مطلب عدم وجود حد برای میل نرم اقلیدس به سمت صفر را در بر دارد. در ادامه برای رفع سینگولاریتی از ترم اضافی با توان استفاده شده است. پس از رفع سینگولاریتی، حالت حدیِ انطباق نقطه‌ی چشمه و گره‌ی مرزی محاسبه شده است. برای نشان دادن کارایی و دقت روش حاضر، چند مثال عددی در نظر گرفته شده است و نتایج حاصل با نتایج حل تحلیلی و نتایج توابع شکل کلاسیک لاگرانژ مقایسه شده است. نتایج این مقایسه ها حاکی از دقت بسیار بالاتر روش پیشنهادی می‌باشد.
دوره ۲۱، شماره ۹ - ( ۶-۱۴۰۰ )
چکیده
در این پژوهش به بررسی توزیع تنش در حفرههای خوردگی روی پرهی کمپرسور توربین گازی به روش المان مرزی پرداخته میشود. در این راستا ابتدا نمونهی خمش دو نقطهای از جنس پرهی کمپرسور توربین گازی ساخته شده و به کمک آزمون پتانسیو استاتیک تحت پتانسیل mVSCE ۳۵۰ در محلول ۵/۳ درصد وزنی سدیم کلرید قرار میگیرد تا نمونه در محل خمش بیشینه دچار خوردگی حفرهای شود. سپس عمق حفرههای رشد یافته با استفاده از دستگاه ادیکارنت محاسبه میشود. با شبیهسازی نمونهی تحت خوردگی حفرهای در نرمافزار کامسول و تطابق نتایج آن با نتایج دستگاه ادیکارنت مشخص شد که شبیهسازی تا حد زیادی میتواند جایگزین تست آزمایشگاهی شود. برای محاسبهی توزیع تنش کششی در مقطع عرضی نمونهی تحت خوردگی حفرهای، گسستهسازی معادلهی لاپلاس حاکم بر نمونه انجام شد. با حل معادلات گسستهسازی شده و مقایسهی آنها با نتایج نرمافزار کامسول نتایج یکسانی بدست آمد. با توجه به نتایج، حفره تمایل دارد به صورت سطحی رشد کند. این یعنی رشد سطحی حفره از رشد آن در جهت عمق بیشتر است. دلیل این امر این است که در نزدیکی سطح نمونه، تنش کششی و پتانسیل الکتریکی زیاد است و همچنین واکنشهای شیمیایی و خوردگی در نواحی نزدیک به سطح حفره بیشتر است.
