Skip to main content
SUPERVISOR
Bashir Movahedianattar,Bijan Boroomand
بشیر موحدیان عطار (استاد راهنما) بیژن برومندقهنویه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Samira Mansouri
سمیرا منصوری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

The Use of the Time-Weighted Residual Method in Solution of Finite and Infinite Domains
In this study, a time-marching method for solving wave equation in structures having one-dimensional members, as well as problems with infinite boundaries and on irregular domains will be developed. The idea of time-marching method is using pre-integration equations accompanied by equilibrium equation. In this method, the initial conditions are exactly satisfied in a time marching manner and the equilibrium equation is satisfied using a time-weighted residual method. Boundary conditions are also satisfied by employing a collection approach and a set of boundary points at the end of each time step. The main advantage of this method is saving of the time step information on the coefficients of some exponential basis functions (EBFs), so that the solution advances in time without the need of domain points for discretization. In the other words, just a recursive relation has been used for updating the EBF’s coefficients. The present study consists of three main parts. In the first part, wave propagation in structures having a few members is studied by taking axial stiffness and deformation into consideration. Afterwards, wave propagation in finite and infinite domains is investigated by proposing semi-infinite elements consistent with the aforementioned time weighted residual method. Furthermore, the capability of the proposed formulation in being used in the finite element formulation is demonstrated. In the second part, the formulation of the time weighted residual method for solving the lateral vibration of flexural members, considering Bernoulli-Euler beam and Timoshenko beam theory, is developed. Finally, in the third part of this study, 2D scalar wave propagation problems, on irregular domains, with two different approaches, using time weighted residual method, are solved. At the end of each chapter, while validating the results, stability and accuracy of the proposed methods for solving wave propagation is investigated by solving different problems. Key words : Time-marchingc method, Wave propagation, Exponential basis functions, Semi-infinite domains, Irregular domains.
در این پایان نامه، یک روش حل گام به گام زمانی برای حل مسائل انتشار موج در سازه های متشکل از اعضای یک بعدی، حل مسائل با مرزهای نامحدود و مسائل با دامنه های نامنظم توسعه داده خواهد شد. ایده روش گام به گام زمانی، استفاده از روابط پیش انتگرال گیری در کنار معادلات تعادل است. در این روش شرایط اولیه به صورت دقیق و معادله تعادل با استفاده از روش باقی مانده وزنی زمانی ارضاء می شود. شرایط مرزی نیز بر روی مجموعه نقاط انتخابی بر روی مرز مسأله و در انتهای هر گام زمانی ارضاء می شوند. مهم تری امتیاز این روش، ذخیره سازی اطلاعات هر گام زمانی بر روی ضرایب پایه های نمایی است، به گونه ای که پیش روی حل در زمان بدون نیاز به انتخاب نقاط درون دامنه و فقط با استفاده از یک رابطه بازگشتی مناسب برای اصلاح ضرایب پایه های نمایی انجام می شود. مطالب این پایان نامه در سه بخش اصلی ارائه می شود. در بخش اول، ابتدا با در نظرگرفتن سختی محوری انتشار موج در سازه های متشکل از چند عضو مورد مطالعه قرار می گیرد. سپس با معرفی المان نیمه بی نهایت در روش باقی مانده وزنی زمانی به بررسی انتشار موج در محیط های متناهی و نامتناهی با مرزهای مشترک پرداخته می شود. هم چنین توانایی روش در اتصال به روش المان محدود معمولی نمایش داده خواهد شد. در بخش دوم، فرمول بندی روش باقی مانده وزنی زمانی، برای حل معادله ارتعاش جانبی در اعضای خمشی با لحاظ کردن دو تئوری تیر برنولی و تیر تیموشنکو توسعه داده می شود. در بخش سوم، به حل مسأله انتشار موج اسکالر در فضای دو بعدی با دامنه های نامنظم به دو رویکرد مختلف با استفاده از روش باقی مانده وزنی پرداخته می شود. هم چنین در انتهای هر بخش جهت نشان دادن توانایی این روش، مسائل مختلفی با استفاده از روش مذکور حل شده و دقت مناسب روش تأیید می شود. کلمات کلیدی روش گام به گام زمانی، معادله انتشار موج محوری، معادله انتشار موج، توابع پایه نمایی، دامنه های نیمه بی نهایت، دامنه های نامنظم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی