Skip to main content
SUPERVISOR
Bijan Boroomand
بیژن برومندقهنویه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Kazem Kamran
کاظم کامران

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1382

TITLE

3D Analysis of incompressible material by linear element using iterative method
In this research a new method has been proposed for finite element analysis of three dimensional problems with incompressible materials using linear tetrahedral elements. Nowadays it is well understood that numerical one-field models formulated by such elements do not satisfy Babu?ka-Brezzi criteria. The method presented in this thesis is based on removing volumetric modes from the displacement/velocity fields in an iterative manner. To this end, a set of nodal forces are calculated with the aid of appropriate control volumes. The control volumes are constructed over the neighboring elements. This has been performed by considering the following forms for the control volume; (1) An edge-based control volume is defined by assembling of smaller tetrahedrals constructed by dividing the main elements. First, an auxiliary node is considered at the middle of each element and then the smaller neighboring elements, in each pair of main elements with a shared face, are assembled. The constructed control volumes do not overlap. (2) An element-based control volume is defined by assembling all neighboring elements having shared faces with a generic element. In this form, the control volumes overlap. (3) A so called “outer-node-based” control volume is defined by assembling all elements connected to a global generic node. Again in this form the control volumes overlap. (4) A so called “inner-node-based” control volume. In this form an element is divided into smaller ones so that four influence volumes are defined for the local vertex nodes. Then at each global node, the control volume is defined by assembling the influence volumes allocated to the node in all main elements connected to it. The constructed control volumes do not overlap in this form. With so defined control volumes, performance of the method is examined through the solution of a wide range of benchmark problems. The results show that the method is not sensitive to the type of the control volumes, and is very efficient in modeling the incompressibility effect.
در این پایان‌نامه، ضمن تکمیل و توسعه روش نیروهای حجمی برای آنالیز مواد تراکم ناپذیر در حیطه دوبعدی، این روش به محیط‌های سه‌بعدی و متقارن محوری گسترش داده شده است. اساس این فرمول‌بندی بر حذف مودهای تغییر حجم از میدان جابجایی اولیه در طی یک فرآیند تکرار استوار است.برای حذف این مودها لازم است ابتدا نیروی حجمی متناظر با آنها در هر المان محاسبه و عکس آن به المان‌ها اعمال شود. اما از آنجا که استفاده از المان‌های خطی بدلیل عدم ارضاء شرایط پایداری بابوشکا-برزی منجر به بروز پدیده قفل شدگی می‌شود، لازم است این نیرو به جای المان‌های شبکه‌بندی اصلی در حجم کنترل‌‌های مرتبط با آن محاسبه شود. برای شبکه‌بندی سه بعدی هرمی چهار حجم کنترل در نظر گرفته شده است. حجم کنترل لبه‌ای که با در نظر گرفتن یک گره کمکی در وسط هر المان بر روی چهار وجه هر المان ساخته می‌شود، حجم کنترل المانی که از سر‌هم‌بندی هرم‌های همسایه ایجاد می‌شود، حجم کنترل گره‌ای درونی که با تقسیم‌بندی هر هرم به چهار قسمت از سر‌هم‌بندی سهم هر گره در المان‌های مشترک بدست می‌آید و حجم کنترل گره‌ای بیرونی که از سر‌هم‌بندی هرم‌های مشترک در هر گره حاصل می‌شود. با محاسبه نیروی حجمی در این حجم کنترل‌ها و حذف مرحله به مرحله مودهای‌ تغییر حجم در طی فرآیند تکرار، حلی ساده و پایدار با استفاده از المان‌های خطی حاصل می‌شود. علاوه بر مسایل سه‌بعدی این روش برای مسایل متقارن محوری تحت هر دو نوع بارگذاری متقارن و کلی توسعه داده شده است. در انتها کارایی روش‌های طی چندین مثال بررسی و با پاسخ‌های مرجع مقایسه گردیده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی