Computational Strategies for Simulation of Contact in Structural Dynamics
Yapısal Dinamikte Temas Simülasyonu İçin Hesaplamalı Stratejiler
- Tez No: 892112
- Danışmanlar: PROF. DR. HARM ASKES
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: The Unıversıty Of Sheffıeld
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Mekanik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yapısal mühendislikte, sıkı şekilde yerleştirilmiş binaların oluşturduğu sıkışma etkisi, geniş çapta bir temas-çarpışma problemi olarak görülebilir. Sonlu eleman yöntemi, temas problemlerini sayısal olarak modellemek için yaygın ve etkili bir tekniktir. Temas bölgesine kısıtlamalar uygulamak için çeşitli yöntemler kullanılır (Lagrange çarpanı, ceza yöntemleri vb.), ancak sertlik ve kütle çarpanı yöntemlerinden oluşan çift ceza yöntemi, temas problemlerinin doğrusal olmayanlıklarına rağmen hesaplama maliyeti açısından etkili ve kolay programlanabilir olduğu görülmektedir. Bu tezde, temasın düğüm-hatta teması, temas kesitlenme türlerinden biri olarak çift ceza yöntemi ve merkezi fark yöntemi ile modellenmektedir. Düğüm-hatta temasının modellenmesi, üç ana aşamayı içerir: temas kesitlenmesi, temas tespiti, temas çözümü. Tüm aşamaların formülasyonları ayrıntılı olarak sunulmuş, böylece düğüm-hatta temas problemlerinin algoritması oluşturulmuştur. Kararlılık ve doğruluk açısından, çift ceza yöntemi ve merkezi fark yönteminin belirli sınırlamaları bulunmaktadır. Çift ceza yöntemi, temas problemlerinin kararlı sayısal sonuçlarını elde etmek için yalnızca cezalandırılmayan kritik zaman adımını dikkate almasına izin verir. Ek olarak, önerilen ceza oranı algoritmaları temas bölgesinde daha doğru sonuçlar sağlar. Birkaç sayısal uygulama, düğüm-hatta temasında çift ceza yönteminin pratik kullanılabilirliğini sunar. Sınırlamalar göz önünde bulundurulduğunda, düğüm-hatta temasının modellenmesinin, çift ceza yöntemi ile birlikte kararlı ve doğru sonuçlar ürettiği yorumlanabilir.
Özet (Çeviri)
In structural engineering, the pounding effect can be seen as a widespread contact-impact problem due to the tight formation of buildings. The finite element method is found to be a common and effective technique in order to model contact problems numerically. Imposing constraints in the contact zone are implemented by several methods (the Lagrange multiplier, the penalty methods etc.), but the bipenalty method consisting of stiffness and inertia penalty methods is seen to be effective in terms of computational cost and easy to programme despite nonlinearities of contact problems. In this thesis, a node-to-line contact, which is one of contact discretization types, is modelled by the bipenalty method and the central difference method. The modelling of node-to-line contact involves three main stages: contact discretization, contact detection, contact solution. Formulations of all stages are provided in detail so that the algorithm of node-to-line contact problems are generated. As regards stability and accuracy, there are certain limitations of the bipenalty method and the central difference method. The bipenalty method allows contact problems to take merely the unpenalised critical time step into consideration in order to obtain stable numerical results of penalised systems. In addition, recommended penalty ratio algorithms provide more accurate results in the contact zone. Several numerical applications present the practicability of the bipenalty method on node-to-line contacts. As long as the limitations are considered, it can be interpreted that the node-to-line contact modelling produces stable and accurate results in conjunction with the bipenalty method.
Benzer Tezler
- Computational strategies for simulation of contact in structural dynamics
Başlık çevirisi yok
İREM YAĞMUROĞLU
- A multiscale computational study to elucidate dynamics, reactivity, and inhibition of enzymes
Enzimlerin dinamiğinin, reaktivitesinin ve inhibisyonunun aydınlatılmasına yönelik hesaplamalı bir çalışma
ERDEM ÇİÇEK
Doktora
İngilizce
2025
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilim ve Mühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. FETHİYE AYLİN SUNGUR
- Numerical investigation of aerothermal heating in hypersonic shock–wave/boundary-layer interactions induced by surface protrusion
Hipersonik akışta yüzey çıkıntıları tarafından oluşturulan şok dalgası/sınır tabaka etkileşimlerinde aerotermal ısınmanın sayısal yöntemlerle incelenmesi
MUHAMMED OSAMA BALKHİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAYRAM ÇELİK
- Ağır hidrokarbonlardan dizel yakıt elde etmek için katalizörlü ortamda tübüler ve cstr reaktör tasarımının yapılması ve proses optimizasyonu
Design and process optimization of tubular and cstr reactor in catalytic environment for producing diesel fuel from heavy hydrocarbons
TAMER ÇINAR
Doktora
Türkçe
2025
KimyaSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN SERHAD SOYHAN
- Comparative numerical and experimental study of homogenized and full-scale fe models for sandwich structures with re-entrant and anti-tetrachiral auxetic cores
Re-entrant ve antı-tetrachıral auxetıc çekirdekli sandviç yapıların homojenleştirilmiş ve tam ölçekli modelleri üzerine sayısal ve deneysel karşılaştırmalı bir çalışma
ÖZGÜR DEĞİRMENCİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN