شماره مدرك :
20299
شماره راهنما :
2335 دكتري
پديد آورنده :
نيك نژادي، نفيسه
عنوان :

توسعه روش هاي عددي در حل مسائل با هندسه پيچيده برمبناي رويكرد شبكه ثابت

مقطع تحصيلي :
دكتري
گرايش تحصيلي :
سازه
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
نه، 109ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
هندسه پيچيده , رويكرد شبكه ثابت , توابع تكين , انتگرال گيري عددي
تاريخ ورود اطلاعات :
1404/03/11
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي عمران
دانشكده :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1404/03/11
كد ايرانداك :
23138176
چكيده فارسي :
چكيده هدف اصلي اين رساله توسعه روش¬هايي است كه بتوان برمبناي آن¬ها با رهايي از دشواري¬هاي شبكه¬بندي منطبق بر هندسه، در تحليل ساختارهاي پيچيده به نتايج مطلوبي دست يافت. در اين راستا، رويكرد پيشنهادي اين مطالعه گسسته-سازي ناحيه حل با استفاده از يك شبكه المان ثابت است كه دامنه محاسباتي را در خود جاي ¬مي¬نهد. دراين حالت لازم است دو گام اساسي دنبال شود؛ گام اول تعيين يك راهبرد مناسب است كه برمبناي آن بتوان مرز هندسي مسئله و شرايط حاكم بر آن را به¬شكل صحيحي در محاسبات هر المان از شبكه وارد نمود. گام دوم نيز محاسبه انتگرال¬ دامنه بدون نياز به گسسته¬سازي منطبق بر هندسه است. شيوه پيشنهاد شده در اين تحقيق براي گام اول، افزودن توابع تكين به تقريب پاسخ در نزديك مرز است. به¬بيان ديگر، براي تقريب پاسخ در المان¬هاي داراي نقص محلي، توابع پايه تكين به توابع شكل المان اضافه مي¬شوند. در اين¬حالت اگر از توابع تكيني استفاده شود كه در معادله حاكم بر مسئله صدق كنند (حل اساسي معادله)، انتگرال¬گيري دامنه تنها شامل محاسبه انتگرال بر روي المان¬هاي منظم و مستطيلي¬شكل شبكه (بدون حذف نواحي خالي) است. در گام دوم شيوه¬اي پيشنهاد شده است كه بدون نياز به گسسته¬سازي منطبق بر مرز و با معرفي نقاط مناسب به انتگرال¬گيري عددي برروي دامنه¬هاي هندسي نامنظم و نسبتا پيچيده مي¬پردازد. براي اين منظور تابع مورد نظر با مجموعه¬اي از توابع لژاندر با ضرائب مجهول تقريب زده مي¬شود. در اين حالت، انتگرال تابع از طريق حاصل¬ضرب مقادير اين ضرائب در انتگرال چندجمله¬اي¬هاي لژاندر قابل محاسبه است. تعيين ضرائب مجهول با استفاده از نقاط انتگرال¬گيري مناسب انجام پذيرفته و انتگرال چندجمله¬اي¬هاي لژاندر نيز برمبناي راهبرد كاهش بعد و با استفاده از تئوري ديورژانس صورت مي¬پذيرد. همچنين با افزودن اين شيوه انتگرال¬گيري به راهبرد پيشنهادي در گام اول، بدون محدوديت استفاده از حل اساسي معادله حاكم و با بكارگيري توابع كلي¬تر، طيف وسيع¬تري ازمسائل را مي¬توان تحليل نمود كه در اين مطالعه مورد ارزيابي قرار گرفته است. براي بررسي دقت و كارآمدي شيوه¬هاي پيشنهادي فوق، در طي اين پژوهش به حل مسائل متنوعي پرداخته و نتايج حاصل با مقادير تحليلي و يا بدست¬آمده از نرم¬افزارهاي متداول مقايسه شده است. كلمات كليدي: هندسه پيچيده، رويكرد شبكه ثابت، توابع تكين، انتگرال¬گيري عددي
چكيده انگليسي :
Abstract The main objective of this dissertation is to develop the methods for the analysis of complex domains, free from the difficulties associated with geometry-conforming meshing. To this end, the proposed approach in this study involves discretizing the domain using the fixed grid approach, which encloses the computational domain. This approach requires two key steps: The first step is to determine an appropriate strategy to correctly incorporate the boundary conditions of the problem into the calculations of each element. The second step is to calculate the domain integrals without the need for geometry-conforming discretization. The method proposed in this study for the first step is the addition of singular functions to approximate the solution near the boundary. In this case, if singular functions are used that satisfy the governing equation (the fundamental solution of the equation), the domain integration only requires calculating integrals over regular, rectangular-shaped elements of the grid, without the need to eliminate empty regions. In the second step, a method is proposed that performs numerical integration over irregular and relatively complex geometric domains, without the need for geometry-conforming discretization. For this purpose, a generic function is approximated through a set of Legendre polynomials whose coefficients are determined by numerical integration. The information needed for the points falling outside the physical domain is re-generated through the polynomials and the unknown coefficients. The integration of the generic function is then summarized into a set of integrals (of the Legendre polynomials) multiplied by the function’s discrete values. The Legendre polynomials are integrated through the divergence theorem. By incorporating this integration method into the first step, the proposed strategy allows for the analysis of a broader range of problems, without the limitations of relying on the fundamental solution of the governing equation. This approach has been eva‎luated in this study. To assess the accuracy and efficiency of the proposed methods, a variety of problems were solved, and the results were compared to analytical values or those obtained from commonly used software. Keywords: Complex geometry, Fixed grid approach, Singular functions, Numerical integration
استاد راهنما :
بيژن برومند قهنويه
استاد مشاور :
مجتبي ازهري
استاد داور :
محمد مهدي سعادتپور , بشير موحديان عطار , حسين عموشاهي
لينک به اين مدرک :

بازگشت