Skip to main content
SUPERVISOR
Jamshid Parvizian,Hamidreza Mirdamadi,Hassan Nahvi
جمشید پرویزیان (استاد راهنما) سیدحمیدرضا میردامادی (استاد مشاور) حسن نحوی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Yasser Mirbagheri
سیدیاسر میرباقری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1388
In simulation of a dynamic problem by computer, dynamic equilibrium equations are solved by the finite element methods. These methods estimate the solution on simple and small area of solution domain. In the last two decades, many researchers attempted to avoid meshing. These efforts lead to some unsuccessful methods such as mesh free Galerkin method and successful methods with simple and fixed grids such as extended finite element method and the finite cell method. Improve in the response accuracy of finite element method in dynamic problems is one of the main goals of these researches. The smoothed finite element method and Edge-base Smoothed finite element method are two verified finite element methods suggested to improve the accuracy of results and reduce the computational cost. So, the wave propagation phenomena is the most important dynamic problems in different engineering disciplines. To simulate the wave propagation problem, one of the most popular approximate methods is the ?nite element method (FEM). At high frequencies, when the wavelengths become very small, low-order FEM (h-FEM) may become inappropriate because the number of the elements that can estimate response accurately becomes too large and therefore the computational cost will be very expensive. Furthermore, numerical inaccuracies arise at higher frequencies. In this research, the high frequency wave propagation is simulated by the finite cell method. In simulation of the discrete wave propagation using high-order finite element methods, a new time integration method is proposed to remove the spurious oscillations before and after the wave tip. To demonstrate the ability of the proposed method, results were compared with analytical response. In the next section, using the new version of finite cell method where the B-spline functions is used, mass and stiffness matrices have been extracted and then time-dependent equilibrium equations are solved using existing methods for solving differential equations. To verify results, responses are compared to the responses obtained from the spectral element method with very fine mesh and high degree of shape functions. Key Words: Wave propagation, B-spline and NURBS shape functions, The finite cell method, High order finite element method, Implicit and explicit numerical integration, Spurious oscillations, Dispersion error.
: شبیه سازی یک مساله ی دینامیکی به کمک کامپیوتر مستلزم حل معادلات تعادل دینامیکی است که معمولا با روش های مختلف المان محدود قابل انجام است. این روش ها مبتنی بر تقریب مرتبه پایین جواب در بخشی ساده و کوچک از دامنه ی حل هستند. برای ایجاد این بخش ساده و کوچک از حوزه ی حل است که روش های شبکه بندی به کار می آیند. تلاش محققان در دو دهه ی اخیر در یافتن راهی برای پرهیز از شبکه، به ایجاد روش های موفق یا ناموفقی انجامیده که می توان به روش هایی چون روش گالرکین بی شبکه و دیگر روش های بی شبکه از یکسو، و روش های مبتنی بر شبکه های ساده اما ثابت مانند روش المان محدود تعمیم یافته، روش المان محدود توسعه یافته و روش سلول محدود از دیگر سو اشاره کرد. دقت پاسخ های به دست آمده از روش المان محدود استاندارد برای مسائل دینامیکی از جمله مواردی است که سعی در بهبود آن شده است. حاصل این تلاش ها روش هایی همچون المان محدود هموار شده و المان محدود هموار شده در لبه ها است که در حل مسائل دینامیکی دارای دقت بهتر و نرخ محاسبات کمتری هستند. از جمله مسائل دینامیکی مورد توجه، تحلیل ارتعاشات فرکانس بالا است که در مسائل مهندسی دارای کاربرد بسیاری است. استفاده از المان محدود استاندارد در تحلیل این مسائل با مشکلاتی همچون نیاز به تعداد زیاد المان همراه است. پژوهش حاضر به شبیه سازی پاسخ دینامیکی سیستم های تحت تحریک با فرکانس بالا و انتشار امواج با طول موج کوتاه می پردازد. در این تحقیق ابتدا با استفاده از تحلیل خطای پراکندگی، طول مناسب المان برای روش المان محدود B-spline محاسبه شده است. سپس در شبیه سازی انتشار امواج گسسته با استفاده از روش های المان محدود مرتبه بالا، با پیشنهاد روشی نوسانات اضافی قبل و بعد از نوک موج حذف شده اند. برای نشان دادن توانایی روش پیشنهادی پاسخ های به دست آمده با پاسخ تحلیلی مقایسه شده است. در بخش بعدی با استفاده از نسخه جدید روش سلول محدود که در آن از توابع شکل B-spline استفاده شده است، ماتریس های جرم و سختی استخراج شده اند و سپس معادلات تعادل وابسته به زمان با استفاده از روش های موجود در حل معادلات دیفرانسیل حل می شوند. برای صحت سنجی نتایج، پاسخ ها با پاسخ های به دست آمده از روش المان طیفی با تعداد المان زیاد و درجه توابع شکل بالا مقایسه شده اند. این پژوهش از محاسبه فرکانس های طبیعی در تیر اویلر-برنولی و یک صفحه سوراخ دار آغاز می شود و با شبیه سازی انتشار امواج با طول موج کوتاه ادامه می یابد. کلمات کلیدی: انتشار موج، توابع شکل B-spline و NURBS، روش سلول محدود، روش المان محدود مرتبه بالا، انتگرال گیری عددی صریح و ضمنی، نوسانات اضافی، خطای پراکندگی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی