پديد آورنده :
كامراني، مجيد
عنوان :
توسعه توابع متعادل شده تكين به كمك روش هاي مرزي براي مسائل ورق نازك غير همگن در صفحه
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
ده،75ص..:جدول، نمودار
استاد راهنما :
نيما نورمحمدي
توصيفگر ها :
مسئله باي هارمونيك , غيرهمگن , تكينگي ضعيف , توابع پايه متعادل شده , فرم ضعيف وزني
استاد داور :
سعيد صرامي، عليرضا عموشاهي
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/04/28
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/04/28
چكيده فارسي :
حل مسئله ورق¬هاي نازك داراي تكينگي ضعيف مرزي در محيط ناهمگن در اين پايان¬نامه مورد بررسي قرار مي¬گيرد. بسياري از روش-هاي عددي از پايه¬هاي هموار براي حل مسائل استفاده مي¬كنند. واضح است كه پايه¬هاي هموار توان تطابق خود را با شرايط مجاورت تكينگي ندارند. در نتيجه بايد توابع ديگري به پايه¬هاي اصلي اضافه شوند تا كيفيت حل مسئله بالا رود. به سبب اين موضوع ابتدا صورت همگن معادله ديفرانسيل با استفاده از توابع پايه اوليه به صورت انتگرال وزني ارضاء شده و در مرحله بعد با حصول توابع پايه متعادل شده، مسئله حل مي¬شود. مزيت مهم اين روش تشخيص مرتبه تكينگي مسئله به صورت خودكار و بدون نياز به تحليل يك مسئله معادل است.
توابع پايه متعادل¬شده در شكل تكين خود در دستگاه مختصات قطبي، از تركيب چندجمله¬اي¬هاي چبي¬شف نوع اول در راستاي شعاعي و توابع مثلثاتي در راستاي زاويه¬اي تشكيل مي¬شوند. به دليل اينكه موضوع حل، معادله باي¬هارمونيك ¬داراي تكينگي ضعيف در محيط ناهمگن مي¬باشد، از يك تغيير متغير ويژه نيز براي گذار از فضاي تكين به فضاي هموار استفاده مي¬شود. اين رويكرد سبب تسهيل فرايند حل گشته و خصوصيات روش از جمله رفتار معادلات ماتريسي نهايي را بهبود مي¬بخشد. همچنين به دليل پديد آمدن يك معادله ديفرانسيل با ضرايب غيرثابت، به كار بردن فرم ضعيف انتگرال وزني بسيار مهم مي¬باشد، چرا كه در اين حالت هيچگونه تغييري در ساختار ضرايب در اثر عملگر مشتق ايجاد نمي¬شود. براي اين منظور از تكنيك انتگرال¬گيري جزءبهجزء در قالب روش گاوس-گرين استفاده مي¬شود تا شكل نهايي معادله انتگرالي به دست آيد.
ساختن جملات تكين صادق در عملگر معادله باي¬هارمونيك تكين غير¬همگن بدون نياز به اطلاع از مرتبه تكينگي، مهمترين نوآوري اين تحقيق مي¬باشد. مورد ديگر كه مي¬توان به آن اشاره كرد محاسبه آسان انتگرال¬هاي دوبعدي ايجاد شده در آن است كه در تحقيق حاضر با به كار بردن تكينگي ويژه، انتگرال¬هاي مذكور به صورت تركيب انتگرال¬هاي يك¬بعدي با قابليت از پيش تعيين شدن بدست مي¬آيند. مشاهده مي¬شود كه حاصل اين مطالعه،كيفيت بسيار مطلوبي را در حل مسائل ورق¬هاي نازك داراي تكينگي، به ويژه در مجاورت نقاط تكين به همراه مي¬آورد
چكيده انگليسي :
The present thesis investigates the solution of in-plane heterogeneous thin plate problems with edge singularities based on the Kirchhoffs assumptions. As the majority of the numerical approaches employ smooth bases for interpolation, treatment of non-smooth behavior in the vicinity of singularities needs special remedies as either adaptive h-refinement of the DOFs or insertion of pre-evaluated enrichment terms consistent with the nature of the singularity. The proposition of the present dissertation is to develop a numerical method that automatically reproduce the singular terms without the need of a-priori knowledge of the singularity order.
Equilibrated Singular Basis Functions are formed in the polar coordinate system, consisting from polynomial Chebyshev functions in radial direction and angular trigonometric functions. The treatment of the weak singularity for bi-harmonic problems in the heterogeneous medium is carried out using some special variables resulted from a mapping technique that transmit the singular space to a smooth one. This approach facilitates the solution procedure and improves the behavior of the final matrix equations. Considering the variable coefficients of the PDEs in heterogeneous media, a weak form of the weighted residual integration is applied through the Gauss-Green method to remove differentiation operators from the variable coefficients, in order to simplify the final relations.
Construction of singularity induced terms without the need to know the analytical singularity order of the problem is the most important innovation of this research. Another innovation is the considerably easy calculation of generally complicated 2D integrals in the form of a combination of some pre-evaluated normalized one-dimensional integrals. It is observed that this study brings a very favorable quality in solving thin plates with edge singularities, especially in the vicinity of singular points.
استاد راهنما :
نيما نورمحمدي
استاد داور :
سعيد صرامي، عليرضا عموشاهي