Geri Dön

Dynamic responce of two circular inclusions excited by sh wave in full space

Tam uzayda sh dalgalarıyla uyarılan iki dairesel kapsayıcının dinamik tepkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 783701
  2. Yazar: MEHRAN MOVAHED NEJAD
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ABDUL HAYIR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 113

Özet

Bir deprem meydana geldiğinde, sismik dalgalar olarak bilinen birkaç farklı türde enerji dalgası üretir ve her biri benzersiz bir şekilde hareket eder. Bu dalgalar iki ana kategoriye ayrılabilir: gövde ve yüzey dalgaları. P-dalgaları ve S-dalgaları gibi cisim dalgaları Dünya'nın iç kısımlarında hareket ederken, Love ve Rayleigh dalgaları gibi yüzey dalgaları yalnızca Dünya'nın yüzeyi boyunca hareket edebilir (örneğin, su üzerindeki dalgalanmalar). Her iki dalga türü de deprem sırasında açığa çıkar ve sıvı ve gazlardaki ses ve ultrasonik dalgaları da içeren elastik dalgaların örnekleridir. Elastik dalgalar katılar, sıvılar ve gazlar boyunca yayılan bozulmalardır. Bu dalgalar, bozulma geçtikten sonra ortamın orijinal şekline dönme yeteneği ile karakterize edilir. Sismoloji bağlamında elastik dalgalar, yer kabuğunda bir deprem meydana geldiğinde oluşan dalgaları ifade eder. Ayrıca, elastik dalgalar sıvı ve gazlardaki ses ve ultrasonik dalgaları da içerir. Elastik dalgalar, maddenin hareketi olmaksızın elastik bir ortamın deformasyonu yoluyla enerji aktaran mekanik dalgaların bir şeklidir. Bu dalgalar depremler, ses dalgaları ve ultrasonik dalgalar da dahil olmak üzere çeşitli fiziksel olaylarda gözlemlenir. Harmonik elastik dalgalar, frekans ve genliklerinin yanı sıra faz ve grup hızları, dalga boyu ve dalga cephesi boyunca yer değiştirme ve stres dağılımı ile karakterize edilebilir. Bu özellikler her bir dalgaya özgüdür ve davranışını belirler. Elastik dalgaların faz ve grup hızları dalganın şeklinden veya genliğinden bağımsızdır ve düz, yuvarlak veya uzun olabilir. Elastik dalgalar, maddenin parçacıklarının denge konumlarına geri dönme kuvvetinin bir sonucudur. Bir uyarım bir parçacığın ilk konumundan sapmasına neden olduğunda, Hooke yasası ile tanımlanan bir geri yükleme kuvveti parçacığı dengeye geri getirmek için etki eder. Bu kuvvet, başlangıçtaki yer değiştirmenin tersi yönde etki eder. Bir ortamdaki parçacıkların birbirine bağlı olması, bir parçacığın hareketi çevredeki parçacıkları etkilediği için ortam boyunca enerji transferine izin verir. Bu prensip katı, sıvı ve gazlarda elastik dalgaların yayılmasının temelini oluşturur. İki ana elastik dalga türü vardır: enine ve boyuna. Enine dalgalar dalga yayılma yönüne dik salınımlara sahipken, boyuna dalgalar dalga yayılma yönüne paralel salınımlara sahiptir. Her iki elastik dalga türü de yayılmaları için katı, sıvı veya gaz gibi bir ortam gerektirir. Elastik bir dalga, bir ortamdaki belirli bir noktadaki bir bozulma tarafından üretilir. Bu bozulmadan kaynaklanan enerji, ortamın eylemsizliği nedeniyle komşu parçacıklara aktarılır ve onların da hareket etmesine neden olur. Dalga ortam boyunca ilerlerken, ortamın elastik özellikleri nedeniyle parçacıklar orijinal konumlarına geri döner. Bu enerji transferi ve denge konumunun geri kazanılması süreci, elastik dalganın ortam boyunca yayılmasını sağlayan şeydir.“Ortam”terimi, enerji veya ışığın bir noktadan diğerine iletilmesinden sorumlu olan malzemeyi ifade eder. Fizikte, optik, termal ve akustik gibi çeşitli enerji biçimleri için bir taşıyıcı görevi görür. Bu ortam, enerji veya ışığın bir noktadan veya yüzeyden diğerine aktarılması için bir köprü görevi görür. Elastik dalgalar bağlamında ortam, dalganın içinden yayıldığı katı, sıvı veya gazı ifade eder.“Ortam”terimi, bir dalganın yayılmak için içinden geçebileceği herhangi bir maddeyi ifade eder. Bu, okyanus dalgaları için su, ses dalgaları için hava ve sismik dalgalar için Dünya gibi fiziksel malzemeleri içerebilir. Ayrıca bir stadyum dalgasındaki izleyiciler veya sinir uyarılarının iletimi için hücre zarı gibi fiziksel olmayan malzemeleri de içerebilir. Ayrıca ortam, ışığın içinden geçtiği elektrik ve manyetik kuvvetler ile alternatif akım ve elektrik gücünü hava yoluyla taşımak için kullanılan iletim hatlarını da ifade edebilir. Genel olarak ortam, dalganın hareketi ve enerji iletimi için bir kanal görevi görür. Bir ortam, uygulanan deforme edici bir kuvvete karşılık olarak şeklini değiştirebildiğinde elastik olarak kabul edilir, ancak kuvvet kaldırıldığında orijinal şekline geri dönebilir. Elastik ortamlara örnek olarak, basınç ve sıcaklık değişiklikleri gibi dış kuvvetler tarafından deforme edilebilen, ancak kuvvet kaldırıldığında orijinal durumlarına geri dönecek olan hava ve su verilebilir. Elastikiyetin bu özelliği elastik dalgaların incelenmesinde önemlidir, çünkü maddenin hareketi olmadan ortam boyunca enerji transferine izin verir. Genel olarak, elastik bir dalganın bir ortamdan veya yüzeyinden geçişi, ortamda herhangi bir kalıcı yapısal veya fiziksel değişiklikle sonuçlanmaz. Elastik dalgalar arasında sudan geçenler, havadan geçen ses dalgaları ve Dünya gibi katı maddelerden geçen enerji dalgaları sayılabilir. Dalga yayılımının matematiksel analizi, elastik bir dalganın bir konumdan diğerine hareket ederken yüksekliğini, uzunluğunu ve zamanlamasını tasvir etmek için grafiklerin kullanılmasıyla mümkündür. Elastik dalgaların hareketi, özellikle dalga katı bir yüzey boyunca ilerlerken, özel ultrasonik kameralar kullanılarak da gözlemlenebilir ve analiz edilebilir. Dalgaların yayıldığı ortamın elastik özellikleri, iletilebilecek farklı modların sayısı ve ilgili hızları da dahil olmak üzere dalgaların kendi özellikleri üzerinde bir etkiye sahiptir. Bir ortamın yerel bir alanına uygulanan güçlü bir bozulma, bozulma yeterince güçlüyse ortamın diğer bölümlerine hızla yayılabilir. Bu olgu, sesin havada iletilmesi, dalgaların su yüzeyinde yayılması, sismik titreşimlerin zeminde iletilmesi ve radyo dalgalarının iletilmesi gibi çeşitli durumlarda yaygın olarak gözlemlenir. Günlük hayatta gözlemlenebildiği için yaygın olarak tanınan bir kavramdır. Gazlar, sıvılar ve katılar gibi çeşitli ortamlardaki bozulmaların hareketi birkaç ortak özellik sergiler. Bunlar arasında, bozukluğun yayılması için fiziksel temeli belirleyen birincil faktör olan ortam içindeki bireysel atomların etkileşimi yer alır. Ayrıca, hem katı hem de akışkanlar mekaniğinde, ortam sürekli olarak ele alınır ve yoğunluk veya elastik sabitler gibi özelliklerinin mikroskobik büyüklüklerin ortalamalarını temsil eden sürekli fonksiyonlar olduğu varsayılır. Bu durum, ortamın katı ya da akışkan olmasına bakılmaksızın geçerlidir. dalga fonksiyonunun genişlemesini kullanarak. Gelen, saçılan ve kırılan dalgaların seri açılımı kullanılmıştır. Dalgaları tanımlayan fonksiyonlar kutupsal koordinatlarda ifade edilmiştir. Çalışma, tam uzayda (sonsuz ortam) SH dalgaları tarafından uyarılan iki dairesel silindirik kapanımın dinamik tepkisini analiz etmek için koordinat dönüşümü yöntemini kullanmıştır. Dalga fonksiyonlarındaki bilinmeyen katsayı ifadelerini belirlemek için yer değiştirme ve gerilme dengesi çözülmüştür. Hesaplamalar, gelen dalganın açısı, frekansı, boyutu (çapı), diğer kapanımlara göre konumu, malzeme özelliği ve sonsuz ortamın özelliği değiştirilerek gerçekleştirilmiştir. Sayısal analiz Mathematica programlama yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu tezin sonuçları, bir deprem sırasında olduğu gibi, tam uzayda iki dairesel silindirik kapanımın dinamik davranışını anlamak için kullanılabilir. Örneğin, yeraltı yapılarındaki kapanımların davranışını anlamak için uygulanabilir ve daha küçük bir ölçekte, bir binanın yapısal ve yapısal olmayan elemanlarının bir parçası olan kapanımlar, bir binanın diğer yapısal bileşenlerini etkileyebilir. Bu bilgi, güvenlik ve bütünlüklerini sağlamak için yapıların tasarımı ve analizi için yararlı olabilir.

Özet (Çeviri)

When an earthquake occurs, it generates several distinct types of energy waves, known as seismic waves, and each travels uniquely. These waves can be divided into two primary categories: body and surface waves. Body waves, such as P-waves and S-waves, travel through the Earth's interior, while surface waves, like Love and Rayleigh waves, can only move along the Earth's surface (e.g., ripples on water). Both types of waves are released during an earthquake and are examples of elastic waves, which also include sound and ultrasonic waves in liquids and gases. Elastic waves are disturbances that propagate through solids, liquids, and gases. These waves are characterized by the ability of the medium to return to its original shape after the disturbance has passed. In the context of seismology, elastic waves refer to the waves that are generated when an earthquake occurs in the Earth's crust. Additionally, elastic waves also include sound and ultrasonic waves in liquids and gases. Elastic waves are a form of mechanical waves that transfer energy through the deformation of an elastic medium without the movement of matter. These waves are observed in various physical phenomena, including earthquakes, sound waves, and ultrasonic waves. Harmonic elastic waves can be characterized by their frequency and amplitude, as well as their phase and group velocities, wavelength, and displacement and stress distribution along the wavefront. These characteristics are unique to each wave and determine its behavior. The phase and group velocities of elastic waves are independent of the shape or amplitude of the wave and can be flat, round, or elongated. Elastic waves are a result of the restoring force of matter's particles to return to their equilibrium position. When an excitation causes a particle to deviate from its initial location, a restoring force, described by Hooke's law, acts on the particle to bring it back to equilibrium. This force acts in the opposite direction of the initial displacement. The interconnectedness of particles in a medium allows for the transfer of energy through the medium as the motion of one particle affects the surrounding particles. This principle underlies the propagation of elastic waves in solids, liquids, and gases. There are two main types of elastic waves: transverse and longitudinal. Transverse waves have oscillations perpendicular to the direction of wave propagation, while longitudinal waves have oscillations parallel to the direction of wave propagation. Both types of elastic waves require a medium for their propagation, such as a solid, liquid, or gas. An elastic wave is generated by a disturbance at a specific point in a medium. The energy from this disturbance is transferred to neighboring particles due to the inertia of the medium, causing them to move as well. As the wave travels through the medium, the particles return to their original positions due to the elastic properties of the medium. This process of energy transfer and restoration of equilibrium position is what allows for the propagation of the elastic wave through the medium. The term“medium”refers to the material that is responsible for transmitting energy or light from one point to another. In physics, it serves as a carrier for various forms of energy such as optical, thermal, and acoustic. This medium acts as a bridge for the transfer of energy or light from one point or surface to another. In the context of elastic waves, medium refers to the solid, liquid, or gas through which the wave is propagating. The term“medium”refers to any substance that a wave can travel through to propagate. This can include physical materials such as water for ocean waves, air for sound waves, and the Earth for seismic waves. It can also include non-physical materials such as the audience in a stadium wave or the cell membrane for the transmission of nerve impulses. Additionally, medium can refer to the electric and magnetic forces that light travels through and the transmission lines used to carry alternating current and electric power through the air. In general, the medium serves as the conduit for the wave's movement and transmission of energy. A medium is considered to be elastic when it is capable of changing its shape in response to an applied deforming force, but can return to its original shape once the force is removed. Examples of elastic mediums include air and water, which can be deformed by external forces such as pressure and temperature changes, but will return to their original state once the force is removed. This property of elasticity is important in the study of elastic waves, as it allows for the transfer of energy through the medium without the movement of matter. In general, the passage of an elastic wave through a medium or on its surface does not result in any permanent structural or physical changes to the medium. Elastic waves include those that travel through water, sound waves that travel through the air, and energy waves that travel through solid materials such as the Earth. Mathematical analysis of wave propagation is possible through the use of graphs to depict the height, length, and timing of an elastic wave as it moves from one location to another. The movement of elastic waves can also be observed and analyzed using specialized ultrasonic cameras, particularly when the wave is traveling across a solid surface. The elastic properties of the medium through which the waves propagate have an impact on the properties of the waves themselves, including the number of distinct modes that can be transmitted and their respective speeds. A strong disturbance applied to a local area of a medium can quickly spread to other sections of the medium if the disturbance is strong enough. This phenomenon is commonly observed in various situations such as the transmission of sound through the air, the propagation of ripples across the surface of the water, the transmission of seismic vibrations through the ground, and the transmission of radio waves. It is a widely recognized concept as it can be observed in everyday life. The movement of disturbances across various mediums, such as gases, liquids, and solids, exhibits several common characteristics. These include the interaction of individual atoms within the medium being the primary factor determining the physical basis for the spread of the disturbance. Additionally, in both solid and fluid mechanics, the medium is treated as continuous, and its properties, such as density or elastic constants, are assumed to be continuous functions representing averages of microscopic quantities. This holds true regardless of whether the medium is a solid or a fluid.In this study, the dynamic response of two circular cylindrical inclusions excited by SH waves in full space (infinite media) was analyzed. The wave function was solved using the expansion of the wave function. The Series Expansion of incident, scattered, and refracted waves were utilized. The functions describing the waves were expressed in polar coordinates. The study used the coordinate transformation method to analyze the dynamic response of two circular cylindrical inclusions excited by SH waves in full space (infinite media). The displacement and stress equilibrium were solved to determine the unknown coefficient expressions in the wave functions. The calculations were performed by varying the incident wave's angle, frequency, size (diameter), location relative to other inclusions, material property, and property of infinite media. The numerical analysis was conducted using Mathematica programming software. The results of this thesis can be used to understand the dynamic behavior of two circular cylindrical inclusions in full space, such as during an earthquake. For example, it can be applied to understand the behavior of inclusions in underground structures, and on a smaller scale, inclusions that are part of the structural and non-structural members of a building can influence the other structural components of a building. This knowledge can be useful for the design and analysis of structures to ensure their safety and integrity.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    707843

    Sh dalgasına maruz sonsuz ortamda bulunan iki dairesel tünelin dinamik davranışı

    Dynamic response of two circular tunnels excited by sh waves in full space

    ENGİN TUNCA DÜZARAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDUL HAYIR

  2. Tez No

    93286

    Two-dimensional transient dynamik response of layered media

    Tabakasal ortamların iki-boyutlu geçici dinamik davranışı

    İBRAHİM ABU-ALSHAİKH

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2000

    Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DOĞAN TURHAN

    PROF. DR. YALÇIN MENGİ

  3. Tez No

    75623

    Transient dynamics response of encased viscoelastic cylindens

    Çevrelenmiş viskoelastik silindirlerin geçici dinamik davranışı

    ÖZGE ŞEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DOĞAN TURHAN

  4. Tez No

    14642

    Dynamic modeling and analysis of multi-geared rotors including lateral and torsional vibration coupling

    Başlık çevirisi yok

    DURMUŞ YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1991

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. H. NEVZAT ÖZGÜVEN

  5. Tez No

    75187

    Üstyapı zemin ortak sisteminin dinamik etkileşim problemi

    Başlık çevirisi yok

    ONUR GENCER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Yapı Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NECMETTİN GÜNDÜZ

Geri Dön