Skip to main content
SUPERVISOR
Bijan Boroomand
بیژن برومندقهنویه (استاد راهنما)
 
STUDENT
بابک خلیلیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1378
The penalty and Lagrange method are the most well known methods in incompressible material solutions. In the Lagrange method, incompressibility constraint is imposed on each element. To obtain acceptable results from this method, some conditions, i.e. Babuska and Brezzi conditions, should be satisfied. These conditions may not be satisfied for all problems. Specially, if this method is used for triangular elements in some cases it may yield unreliable results; this effect is named “ Volumetric locking “. So this method loses its generality. In penalty method the incompressible constraint is imposed , the incompressible problems. In present research a new iteractive method based on Logrange multipliers method is proposed for quadrilateral and triangular elements . In each iteration, the forces that cause volumetric changes are eliminated from whole system. Consequently after few numbers of iterations, the final domain will have no volumetric modes in displacement field. For imposing incompressibility constraint on triangular elements, an extra node is defined at the center of element and consequently each triangular element is divided into three incompressibility constraint is not imposed directly to triangular elements. Because the incompressibility constraint is not imposed directly to triangular elements, the method does not show volumetric locking. Some examples are presented and the results are compared with available solution in literature.
در بحث مواد تراکم ناپذیر در روش المانهای محدود دو روش ضرائب لاگرانژ و جریمه از معروفترین روش های اعمال قید عدم تغییر حجم می باشند. در روش ضرائب لاگرانژ قید عدم تغییر حجم بر هر یک از المانهای بطور جداگانه اعمال می گردد. لازمه حصول جوابهای قابل اعتماد از این روش، ارضاء شرایط بابوشکا-برزی می باشد. از آنجا که این شرایط در بسیاری از موارد ارضاء نمی شوند ( مثلاً در حل مسائل با المانهای مثلثی)، این روش عمومیت خود را از دست می دهد. در روش جریمه قید عدم تغییر حجم با انتخاب وزن نسبت به قیود تعادلی اعمال می شود. هر چه قید عدم تغییر حجم با وزن بیشتری اعمال شود، تعادل سیستم با انتخاب وزن نسبت به قیود تعادلی اعمال شود، تعادل سیستم بطور ضعیف تری ارضاء شده و سیستم بسمت ناپایداری میل خواهد کرد. در نتیجه رو ش جریمه نیز دارای کارائی لازم برای اعمال قید عدم تغییر حجم نیست. در این تحقیق سعی می شود روش ضرائب لاگرانژ با استفاده از یک روند تکراری بر دامنه با المانبندی سه و چهار گره ای خطی اعمال شود. بطوریکه در هر مرحله حل، نیروهائی که در ایجاد تغییر حجم در المان موثرند از سیستم حذف می شوند. لذا پس از اعمال تعداد کافی تکرار در نهایت کلیه مودهای تغییر حجمی از سیستم حذف خواهند شد. از مزایای این روش سادگی و کم هزینه بودن آنست. برای اعمال قید عدم تغییر حجم بر روی دامنه با المانبندی مثلثی خطی، در هر المان یک گره اضافه در مرکز سطح آن تعریف شده و بدین ترتیب هر مثلث به سه مثلث مجزا تقسیم می شود. نواحی چهار گره ای که از کنار هم قرار گرفتن دو مثلث مجاور تشکیل می شوند بعنوان حجم کنترل در نظر گرفته شدئه و قید عدم تغییر حجم بر روی این نواحی اعمال می شود. این روند بدلیل اجتناب از اعمال مستقیم قید عدم تغییر حجم بر روی المانهای مثلثی منجر به پدیده قفل شدگی نمی شود. در فصول نهائی این تحقیق، روش پیشنهادی بر روی چند مثال با المان بندی های سه و چهار گره ای اعمال شده و نتایج حاصل با نتایج روشهای عددی کارآمد مقایسه می شوند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی