Two-dimensional transient dynamik response of layered media
Tabakasal ortamların iki-boyutlu geçici dinamik davranışı
- Tez No: 93286
- Danışmanlar: PROF. DR. DOĞAN TURHAN, PROF. DR. YALÇIN MENGİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Geçici Davranış, Karakteristikler Yöntemi, İki Ayrık Gevşeme Zamanlı Viskoelastik Malzeme, Hzlı Fourier Dönüşüm Algoritması. vı, Transient Response, Method of Characteristics, Viscoelastic Material with Two Discrete Relaxation Times, Fast Fourier Transform Algorithm. IV
- Yıl: 2000
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
öz TABAKASAL ORTAMLARIN İKİ-BOYUTLU GEÇİCİ DİNAMİK DAVRANIŞI Abu-Alshaikh, ibrahim Doktora, Mühendislik Bilimleri Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Doğan Turhan Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Yalçın Mengi Temmuz 2000, 141 sayfa Bu çalışmada, N-farklı doğrusal ve iki ayrık gevşeme zamanlı viskoelastik tabakadan oluşan tabakasal ortamların iki-boyutlu geçici dinamik davranışı incelenmektedir. Malzeme sabitleri uygun şekilde ayarlanarak, elastik tabakasal ortamlar ve tabakaların standard doğrusal katı (bir ayrık gevşeme zamanlı) olarak modellendiği doğrusal viskoelastik ortamlar için çözümler özel hal olarak elde edilmiştir. Bileşik cismin tabakaları düzlem veya dairesel silindrik olabilir. Düzlem tabakasal bileşik cisim tabakalara dik doğrultuda sonlu kalınlıkta olup, diğer iki doğrultuda ise sonsuza uzanmaktadır; veya yanm-uzay olabilmektedir. Dairesel silindrik bileşik cisim radyal doğrultuda sonlu kalınlıkta, eksenel doğrultuda ise sonsuza uzanmaktadır. Bazı örneklerde dairesel silindrik boşluklu tam uzay da gözönüne alınmıştır. Bileşik cisimlerin iç yüzeylerine uygulanan yüzey gerilmeleri gözönüne alındığında, ikisi düzlem tabakasal ortamlarda ikisi de dairesel silindirik tabakasal ortamlarda olmak üzere dört tip problem incelenmiştir. Uygulanan yüzey gerilmeleri zamanın ve bir yer değişkeninin, alan değişkenleri ise zamanın ve iki yer değişkeninin fonksiyonlarıdır. Tabakaların birbirlerine mükemmel olarak yapıştınldıklan farzedilmiştir. Biri hariç, bütün örnek problemlerde tabakasal ortamın başlangıçta sükûnet halinde olduğu kabul edilmiştir.Çözümler Karakteristikler yöntemini Fourier dönüşüm tekniği ile birleştiren bir yöntem uygulanarak elde edilmiştir. Bu yöntemde bir yer değişkeni üzerinde Fourier dönüşümü uygulanarak davranışı tanımlayan denklemlerin bu yerdeğişkenine bağlılığı kaldırılmaktadır. Sonra, karakteristikler yöntemi uygulanarak elde edilen hiperbolik kısmi diferansiyel denklem takımının Fourier uzayındaki çözümü bulunmaktadır. Son olarak, hızlı Fourier dönüşüm algoritması kullanılarak çözümler gerçek uzayda elde edilmektedir. Birçok örnek problem çözülerek ve literatürde mevcut çözümlerle karışlaştınlarak uygulanan yöntemin geçerliliği gösterilmektedir. Bu yöntem uygulanarak iki boyutlu formülasyonun özel bir hali olarak elde edilen bir boyutlu çözümler daha önce bir boyutlu formülasyonla karakteristikler yöntemi uygulanarak elde edilen çözümlerle karşılaştırılmış ve çözümler arsında mükemmel bir uyum görülmüştür. Ayrıca, iki boyutlu problemler için elde edilen sonuçlar daha önce sınır elemanları yöntemi ve sonlu elemanlar yöntemi ile elde edilen sonuçlarla kanşlaştırlmış ve çok iyi uyumlar bulunmuştur. Sayısal sonuçlar farklı konumlarda gerilme ve yerdeğiştirmelerin zamanla değişimini gösteren eğriler halinde verilmektedir. Bu eğriler dalgaların sınır yüzlerinde ve tabakaların arayüzlerindeki kırılma ve yansımaların neden olduğu dağılma etkilerini açıkça göstermektedir. Eğriler ayrıca dalga profillerinde viskoz sönümün neden olduğu etkiler sergilemektedir. Ayrıca eğriler, bu çalışmada uygulanan yöntemin dalga cephesi civarında alan değişkenlerindeki keskin değişimleri doğru bir şekilde ifade edebildiğini göstermektedir. Yarım uzay için Lamb problemi de dahil olarak üzere bazı özel haller için de çözümler elde edilmiş ve literatürde mevcut çözümlerle karalaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT TWO-DIMENSIONAL TRANSIENT DYNAMIC RESPONSE OF LAYERED MEDIA Abu-Alshaikh, Ibrahim Ph.D., Department of Engineering Sciences Supervisor: Prof. Dr. Doğan Turhan Co-Supervisor: Prof. Dr. Yalçın Mengi July 2000, 141 pages In this study, propagation of two-dimensional (2-D) transient dynamic response of layered media consisting of N-different linearly viscoelastic layers with two discrete relaxation times is investigated. By suitably adjusting the material constants, the solutions for the elastic layered media as well as for viscoelastic layered media with layers modelled as standard linear solid (with one relaxation time) are obtained as special cases. The layers of the composite medium can be plane or circular cylindrical. The plane layered composite body has a finite thickness in the direction normal to the layering and extends to infinity in the other two directions or it could be a half-space (HS); whereas, the cylindrical composite has a finite or infinite thickness in the radial direction and extends to infinity in the axial direction. In view of the loading applied at the inner (top) surfaces of the composite bodies, four different types of problems are investigated; two in plane layered media and two in cylindrical layered media. The loads applied are functions of time and one space- variable while the field variables are thus functions of time and two space variables. The layers are assumed to be perfectly bonded to each other. The layered media in all examples, with the exception of one example, are assumed to be initially at rest. mSolutions are obtained by employing a method that combines the method of characteristics with the Fourier transform (FT) technique. In this method, the FT is applied on one space variable to eliminate the dependency of the governing field equations on that space variable. Then, using the method of characteristics in Fourier space, the resulting system of hyperbolic partial differential equations is solved. Finally, the solution is inverted to the real domain by using the fast FT algorithm (FFT). Solving many sample problems and comparing with those already existing in literature, the method used here has been assessed. Perfect agreements are observed for one-dimensional (1-D) problems between the results that are obtained by using the present method and those that are obtained by 1-D method of characteristics. Moreover, very good agreements are obtained when the results are compared with those of boundary element method (BEM) and finite element method (FEM) for 2-D problems. The numerical results are displayed in curves denoting the variations of the stress and displacement components with time at different locations. These curves reveal clearly the scattering effects caused by the reflections and refractions of waves at the boundaries and at the interfaces of the layers. The curves also display the effects of viscous damping in the wave profiles. Furthermore, they show that the numerical technique applied in this study is capable of predicting the sharp variations in the field variables in the neighborhood of the wave fronts. Solutions for some special cases, including the Lamb's problem for the elastic HS, are also obtained and compared with the existing solutions in the literature.
Benzer Tezler
- Dinamik çarpma problemlerinde malzeme seçiminin önemi
İmportance of the material selection in impact problems
REYHAN UYAN ÖZSOYSAL
- Design and structural finite element analysis of an artificial neural network based optimized alpha type stirling engine
Yapay sinir ağı bazlı optimize edilmiş bir stırlıng motorunun tasarımı ve yapısal sonlu elemanlar analizi
CENGİZ YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA BAYATA
- 1-d numerical analyses of dynamic soil response under surface excitations
Yüzey yüklemeleri altında zeminin bir boyutlu dinamik davranışının sayısal analizleri
DENİZ ÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET BARIŞ CAN ÜLKER
- Francis Türbinli Tesislerde Dönen Vorteks Çekirdeğinin geçici rejimlere etkisinin rolü
An Investigation on the influence of rotating vortex rope on transiet working conditions for Francis turbine power plants
METİN GÜLEÇ
