Geri Dön

Silindirik tanklarda varyasyonel sınır eleman-sonlu eleman yöntemi ile sıvı yapı etkileşimi

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 55558
  2. Yazar: ABDULLAH GEDİKLİ
  3. Danışmanlar: PROF.DR. M. ERTAÇ ERGÜVEN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1996
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 50

Özet

ÖZET Sıvı dolu tankların titreşimleri ile ilgili problemler son 45 yıldan beridir tartışılmakta ve çözümler üretilmeye çalışılmaktadır. Konuyla ilgili ilk kaynaklar 1950'lerde, uçak yakıt tankları ve sıvı yakıtlı füzelerle ilgili olanlar 1960'larda görülmeye başlamıştır. İlk çalışmalarda sıvı depolayan tank rijit olarak gözönüne alınmış ve tankın içindeki sıvının dinamik davranışı incelenmiştir. 1964 Alaska depreminde sıvı dolu tankların büyük ölçüde hasara uğramasından sonra elastik tankların dinamik karakteristiklerinin araştırılması konusunda önemli bir dikkat sarfedilmiştir. Bu yıllarda sayısal tekniklerle birlikte bilgisayarlardaki gelişmeler çözümlerin sayısını ve hassasiyetini artırmıştır. Problemin matematik formulasyonunun oldukça karmaşık olması nedeniyle genel olarak; 1- Viskoz olmayan sıvı, 2- Sıkıştınlamayan sıvı, 3- küçük yerdeğiştirmeler, hızlar ve eğimler, 4- Çevrintisiz akım alam, 5- Homogen sıvı varsayımları altında çözüm aranır. Islak yüzeyli yapılarda sıvı-yapı etkileşimi problemlerinde; 1- Sıvı hacmi üç boyutlu elemanlara ayrılarak sonlu elemanlar yöntemiyle, 2- Tüm sıvı yüzeyi iki boyutlu sınır elemanları yardımıyla direkt, indirekt veya varyasyonel sınır eleman yöntemleriyle, 3- Sıvının davranışım geneUeştirilmiş fonksiyonlar yardımıyla ifade ederek çözümler üretmek mümkündür. Sınır üzerinde potansiyel ve akım ile bölgede potansiyel gibi üç bağımsız değişken içeren genelleştirilmiş varyasyonele dayalı yeni bir sınır eleman modelleri mevcuttur. Yaklaşım, bölge içindeki potansiyeli klasik temel çözümleri global interpolasyon fonksiyonu olarak kullanır ve bölge integrallerini sınır integraline dönüştürür. O nedenle sonuç denklemler sadece sınır bilinmiyenlerini içerir ve model simetrik matrisler üretir. Bu çalışmada, sıvı-yapı etkileşimi problemleri için birleşik varyasyonel sınır eleman- sonlu eleman yönteminin geliştirilmesi ve ek yapısal elemanların, serbest titreşim frekansına etkilerinin araştırılması üzerinde duruldu. Birleşik smır eleman-sonlu eleman yöntemi, 1970lerden beri kullanılmaktadır. Deprem altında sıvı-yapı sisteminin cosO tipi serbest titreşim modlan kullanıldı, önce direkt sınır eleman ve varyasyonel smır eleman formulasyonlan ile, rijit tankda sıvı titreşimi incelendi. Sonra, birinci mertebe Novozhilov yaklaşım teorisi ve Kirchoff ince plak teorisi kullanılarak elastik kabul ile sıvı-yapı etkileşimi probleminde, birleşik varyasyonel smır eleman-sonlu eleman yönteminin kullanılması ele alındı. Elde edilen denklem takımındaki bilinmeyenler yapıda düğüm noktalarının yerdeğiştirmeleri, sıvıda yerdeğiştirme potansiyeli ve hidrodinamik basmç ifadeleridir.

Özet (Çeviri)

SUMMARY FLUID-STRUCTURE INTERACTION IN THE CYLINDRICAL TANKS BY VARIATIONAL BOUNDARY ELEMENT-FINITE ELEMENT METHOD An extensive literature has developed during the past 45 years on the subject of waves caused by vibrating tanks of heavy fluid. Part of this literature appeared in the 1950s and 1960s in connection with the sloshing problem for aircraft fuel tanks. Several examples of this work, which was concerned primarily with calculating natural frequencies and modes rather than time-history responses to specified tank accelerations, are given by Graham and Rodrigez [1] and Silverman and Abramson [2]. The second part of this literature originated in 1949 with a paper by Jacobsen [3] and has continued to the present time. The performance of ground-based liquid storage tanks such as petroleum, LNG, LPG, nuclear containment vessels and so forth during recent earthquakes demonstrates the need for a reliable technique to assess their seismic safety. Early developments of seismic response theories of liquid storage tanks considered the container to be rigid and focused attention on the dynamic response of the contained liquid. A common seismic design procedure is based on the mechanical model derived by Housner [4] for tanks with rigid walls. In this approach, a mathematical model of the liquid-rigid tank system was used and the hydrodynamic allects were evaluated approximately as the sum of two components, viz. an impulsive part which represents the portion of the liquid which moves in unison with the tank and a convective component which represent the portion of the liquid sloshing in the tank. Epstein [5] improved Housner*s work and presented design curves for estimating the bending and overturning moment induced by the hydrodynamic pressure, for cylindrical as well as rectangular rigid tanks. The following studies can be indicated as a sample on the dynamic characteristics of the liquid with rigid walls [6-12]. The 1964 Alaska earthquake caused the first large scale damage to tanks of modern design and initiated many investigations into the dynamic characteristics of flexible containers. In addition, the evolution of both the digital computer and various associated numerical techniques has significantly enhanced solution capability. Several studies were carried out to investigate the dynamic interaction between the deformable walls of the tank and the liquid [13-57]. The exact mathematical procedure for describing fluid oscillations in a moving container is extremely complex. Therefore, the following simplifying assumptions are generally employed: 1- nonviscous fluid, 2- incompressible fluid, 3- small displacements, velocities and slopes, 4- irrotational flow field and 5- homogeneous fluid. The assumption of irrotational flow ensures the existence of a fluid velocity potential, , which must satisfy the Laplace equationvV=o The mathematical boundary conditions for the solution are : 1- At the rigid tank walls, r=R, the normal component of the tank wall must equal to zero, therefore Here, the comma followed by a subscript designates a partial derivative with respect to radial direction. 2- At the rigid bottom of the tank, z=0, the axial component of the liquid velocity must equal zero, therefore 4- At the liquid free surface, z=H, imposing the condition that the fluid particles must stay on the surface, it follows that where g is the acceleration of gravity. There are two major cases of vibration associated with the system under consideration, for which the circumferential variation of the response is described by cosnO, (n is called the circumferential wave number and 0 is the circumferential coordinate angle). Case-/ corresponds to solutions with n=l and is called lateral sloshing. Case-// is named as breathing vibration, and it corresponds to all vibrations where n does not equal one. For a tall tank, the cas#-type modes can be denoted beam-type modes because the tank behaves like a vertical cantilever beam. This is not true for a broad tank because at 0=0 both the amplitude and the axial distribution of radial displacement are different from those of the circumferential displacement at 0=7i/2. This investigation is concerned for only case-/ which has lateral sloshing modes with w=i [28,46]. The liquid and the shell structure are two separate system that are coupled. Each system, acting alone, has an infinite number of modes of free vibration. If the coupled system is excited with some forcing frequency a>, then the response will also have the same frequency to. The magnitude of the response will depend on the ratio of the forcing frequency

Benzer Tezler

  1. Tez No

    75444

    Sismik yükler etkisindeki silindirik tanklarda mod süperpozisyonu yönetimi ile sıvı yapı etkileşimi problemlerinin çözümü

    Başlık çevirisi yok

    MUSTAFA SAATÇI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Mühendisliği Bilim Dalı

    PROF. DR. M. ERTAÇ ERGÜVEN

  2. Tez No

    100681

    Genel kabuklara ait fonksiyonel ve parabolik silindir kabuklar için karma sonlu eleman formülasyonu

    A Functional for shells of arbitrary geometry and the mixed finite element method for parabolic cylindirical shells

    ATİLLA ÖZÜTOK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. YALÇIN AKÖZ

  3. Tez No

    116312

    Analysis of earthquake induced hydrodynamic effects in cylindrical container tanks

    Silindirik sıvı depolama tanklarındaki deprem kaynaklı hidrodinamik etkilerin analizi

    DENİZ UTKUTUĞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2001

    İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. UĞUR POLAT

    PROF.DR. ÇETİN YILMAZ

  4. Tez No

    453430

    Lepistes (Pecilia reticulata)'in resirküle sistemde yetiştiriciliğinde stok yoğunluğu, monoseks kültür ve tubifeks (Tubifex tubifex) ile beslenmesinin etkisi

    The effect of stocking density, monosex culture and tubifex-feeding (tubifex tubifex) on the culture of Guppy (Poecilia reticulata) in a recirculation system

    SELÇUK GÖRELŞAHİN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Su ÜrünleriÇukurova Üniversitesi

    Su Ürünleri Yetiştiriciliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAHMUT YANAR

  5. Tez No

    29137

    Toprak altında depolanan güneş enerjisi ile beslenen ısı pompalı bir konut ısıtma sisteminin bilgisayarda simülasyonu

    Computer simulation of a heat pump space heating system with an underground seasonal solar energy storage

    MUSTAFA İNALLI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1993

    Makine MühendisliğiFırat Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MAZHAR ÜNSAL

Geri Dön