Generalized finite difference method in elastodynamics using perfectly matched layer
Elastodaynamikte genelleştirilmiş sonlu farklar metodunun mükemmel uyumlu tabakayla kullanılması
- Tez No: 313840
- Danışmanlar: PROF. DR. TURGUT TOKDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 183
Özet
Bu çalışma, dalga mekaniği problemlerinde özellikle elastodinamikte mükemmel uyumlu tabaka (MUT) kullanan genelleştirilmiş sonlu farklar metodu (GSFM) ile ilgilidir. MUT sınırsız etki alanına sahip problemlerde sönümleyici tabaka olarak görev alır ve tüm yönler ve frekanslardaki gelen dalgaların yansımalarını elimine eder. Bu çalışma ile MUT analizlerinde GSFM'nin avantajları ortaya konulmuştur. Bir ağsız metod olan GSFM'nin başlıca avantajları, herhangi bir geometiriye sahip problemin çözümünde kullanılabilmesi, sınır şartlarını uygun biçimde sağlaması ve MUT analizlerine kolay uygulanabilmesidir. Bu çalışmada öncelikle, GSFM için uygun parametrelerin (ağırlık fonksiyonları ve etki yarıçapı, vb.) belirlenmesi amacıyla iki boyutlu sınırlı bir düzlem birim deformasyon problemi çözülmüştür. Daha sonra, bir boyutlu yarı sonsuz elastik temele oturmuş çubuğun analizi yapılarak MUT parametreleri GSFM için belirlenmiştir. Son olarak, GSFM'nin MUT analizlerinde uygulanması için önerilen yöntem, yüzeysel ve gömülü şerit temellerin esneklik fonksiyonlarının (frekans uzayında) belirlenmesinde kullanılmıştır. Bu analizlerde, yüzeysel temelin yarım uzay (YU) üzerinde, zemin tabakasının rijit kaya üzerinde ve zemin tabakası YU üzerinde olması durumları ele alınarak üç farklı zemin ortamı tarafından desteklendiği farz edilmiştir. Gömülü temellerde sadece YU zemin ortamı tarafından desteklendiği durum ele alınmıştır. Yukarıda belirtilen frekans uzayı analizlerine ek olarak sadece YU oturan rijit şerit temelin tepki kuvvetleri için doğrudan zaman etki alanı analizleri gerçekleştirilmiştir. Frekans ve zaman uzayında elde edilen sonuçlar MUT'lu sonlu elemanlar metodu ve sınır elemanlar metodu ve mümkün olan durumlarda başka yöntemlerden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuçlarda gözlenen mükemmel uyum önerilen yöntemin MUT analizlerinde GSFM kullanımının güvenilir olduğunu göstermektedir
Özet (Çeviri)
This study deals with the use of the generalized finite difference method (GFDM) in perfectly matched layer (PML) analysis of the problems in wave mechanics, in particular, in elastodynamics. It is known that PML plays the role of an absorbing layer, for an unbounded domain, eliminating reflections of waves for all directions of incidence and frequencies. The study is initiated for purpose of detecting any possible advantages of using GFDM in PML analysis: GFDM is a meshless method suitable for any geometry of the domain, handling the boundary conditions properly and having an easy implementation for PML analysis. In the study, first, a bounded 2D fictitious plane strain problem is solved by GFDM to determine its appropriate parameters (weighting function, radius of influence, etc.). Then, a 1D semi-infinite rod on elastic foundation is considered to estimate PML parameters for GFDM. Finally, the proposed procedure, that is, the use of GFDM in PML analysis, is assessed by considering the compliance functions (in frequency domain) of surface and embedded rigid strip foundations. The surface foundation is assumed to be supported by three types of soil medium: rigid strip foundation on half space (HS), on soil layer overlying rigid bedrock, and on soil layer overlying HS. For the embedded rigid strip foundation, the supporting soil medium is taken as HS. In addition of frequency space analyses stated above, the direct time domain analysis is also performed for the reaction forces of rigid strip foundation over HS. The results of GFDM for both frequency and time spaces are compared with those of finite element method (FEM) with PML and boundary element method (BEM), when possible, also with those of other studies. The excellent matches observed in the results show the reliability of the proposed procedure in PML analysis (that is, of using GFDM in PML analysis).
Benzer Tezler
- Numerical solution of solidification and elastodynamics problems using dynamic substructuring based on adaptive error estimation
Adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi ile katılaşma ve elastodinamik problemlerinin nümerik çözümü
ÖZGÜR UYAR
Doktora
İngilizce
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- Generalized finite differences for the solution of one dimensional elastic plastic problems of nonhomogeneous materials
Homojen olmayan malzemelerin tek boyutlu elastik plastik problemleri için genelleştirilmiş sonlu farklar metodu
PELİN UYGUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT TOKDEMİR
DOÇ. DR. AHMET NEDİM ERASLAN
- Zemin mühendisliğinde gerilme şekil değiştirme davranışının sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Stress-strain analysis by finite element method in geotechnical engineering
ELİF YILMAZ
- Spiralling flow through an eccentric annulus
Eksantrik silindirler arasındaki dönen akım
TEVFİK KUTAY ÇELEBİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN GER
PROF. DR. TURGUT TOKDEMİR
- Application of meshless RBF collocation methods to neutron diffusion and transport
Ağsız RBF kollokasyon yöntemlerinin nötron difüzyon ve transportuna uygulanması
TAYFUN TANBAY
Doktora
İngilizce
2016
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGE ÖZGENER
