عنوان پایاننامه
محاسبه فشار هیدرودینامیکی واردبرسرریز نیلوفری بادرنظرگرفتن اندرکنش سرریز بامخزن و پی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44370;کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1377
- تاریخ دفاع
- ۱۶ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- علیرضا صناعی ها
- استاد راهنما
- سید امیر کیوان قربانی تنها
- چکیده
- چکیده در این مطالعه، تحلیل دینامیکی سرریز نیلوفری با استفاده از روش المان مرزی در فضای فرکانسی و با در نظر گرفتن اندر کنش مخزن¬-¬سرریز¬-¬پی صورت می¬گیرد . روش حل بر مبنای روش المان مرزی در فضای فرکانسی میباشد. این روش برای محیط¬های نامحدود بدلیل آنکه المان بندی فقط در مرز حوزه انجام می‌گیرد و در نتیجه حجم مدلسازی و محاسبات لازم به شدت کاهش می‌یابد، بسیار مناسب است. از طرفی در این روش شرط تشعشع در بینهایت به طور کامل ارضا میشود. برای این منظور سیستمی متشکل از سرریز نیلوفری، محیط نیمهبینهایت خاک (پی) و مخزن در نظر گرفته میشود. در این بررسی کلیه پارامترهای مؤثر نظیر شکل ناهمواری، خواص مکانیکی مصالح (جرم حجمی، ضریب پوآسن، مدول برشی)، فرکانس تحریک، نوع موج برخوردی (P ، SH ،SV)، آزیموت و زاویه برخورد آن در نظر گرفته شده است. به منظور تحلیل واقع‌بینانه این اثرات و رسیدن به پاسخهای واقعی مسائل در حالت سه بعدی مدلسازی و آنالیز شده‌اند. بدیهی است در هنگام وقوع زلزله رفتار دینامیکی این سیستم شامل دستگاه معادلات الاستودینامیکی حاکم بر سرریز(محیط محدود) و محیط نیمهبینهایت خاک (پی) که همان معادله ناویر با در نظر گرفتن ترم وابسته به زمان exp(i?t)، و همچنین معادله دیفرانسیل حاکم بر انتشار امواج اسکالر در محیط مخزن که از ساده کردن معادلات ناویر – استوکس برای مایعات غیر چسبنده در محدوده جابجاییهای کوچک سیال به دست آمده و به معادله هلمهولتز موسوم است، می¬باشد. حل همزمان دستگاه معادلات فوق با ارضا شرایط مرزی همان مفهوم اندرکنش دینامیکی سرریز، مخزن و پی می باشد. در این پایاننامه به حل همزمان دستگاه معادلات فوق پرداخته میشود. تمامی مراحل حل مساله مانند تشکیل معادله انتگرال مرزی، المان بندی مرزها و تقریب متغیرها با استفاده از توابع شکلی، محاسبه انتگرالهای منفرد و غیر منفرد به کمک نرم افزار تدوین شده صورت می¬پذیرد. با اعمال شرایط مرزی تعادل و سازگاری مابین سازه- شالوده، شالوده- سیال و سازه- سیال و همچنین شرط مرزی سطح آزاد سیال، محاسبه مجهولات گرهی در مرز مشترک سیال- سازه و سیال- شالوده که همان تغییر¬مکانها و فشار هیدرودینامیکی میباشد، امکانپذیر میشود. مطالعه موردی سازه تحلیل شده در این پایاننامه، سرریز نیلوفری مربوط به سد بارزو شیروان میباشد.
- Abstract
- Abstract In this study, determination of hydrodynamic pressure on morning glory spillway with regard to foundation and reservoir interaction has been investigated. The solving method is based on the boundary element method in frequency domain. This method is very suitable for the infinite domain because the discretization of the domain is performed only in the border areas. Therefore, the size of the modeling and computation decreases strongly. In this method radiation condition at infinity is completely satisfied. For this purpose, a system composed of structure, semi-infinite domain (foundation) and the reservoir is considered. In this study, all of the effective parameters such as shape irregularities, mechanical properties of materials (density, Poisson coefficient, shear modulus), stimulation frequency, incident wave type (P, SH, SV), azimuth and angle of incident wave is considered. In order to realistic analysis of these parameters and achieving to actual answers, the problems have been modeled and analyzed three-dimensionally. During the earthquake, the dynamic behavior of this system is based on the Elastodynamic equations governing structures (limited domain) and semi-infinitely domain (foundation) which is Navier equation considering time dependent term exp (i?t) and the differential equation governing the longitudinal waves in the reservoir domain, obtained from the Navier-Stokes equations for non-sticky fluids in the range of small movements, is called the Helmholtz equation. Simultaneous solving of these equations system by satisfying boundary conditions is the concept of dynamic interaction of structure-reservoir and foundation. In this thesis, solving of the above simultaneous equations system is studied. All stages of the problem solving, such as: formation of boundary integral equation, discretization of boundary, element approximation of variables using shape functions, calculation of singular and non-singular integrals, have been done with Fortran. By applying equilibrium and compatibility boundary conditions between structure-foundation, foundation-fluid and structure-fluid and exerting the fluid free surface boundary condition, calculation of the unknown variables of common nodes between fluid-structure and fluid-foundation which is displacements and hydrodynamic pressure is possible. The case study applied in this thesis is the structural analysis of morning glory spillway of Barzu dam placed in Shirvan.
