بررسی پدیده گالوپینگ به روش المان محدود

تعداد 81 صفحه فایل word قابل ویرایش

Site: www.filenaab.ir

چکیده

 پدیده ای است که در اثر آن نوسانات با دامنه بالا وفرکانس پایین بر روی کابل های انتقال جریان فشار قوی به وجود می آید. این پدیده به علت ناپایداری حالت تعادل استاتیکی کابل ها ودر اثر اغتشاشات اولیه به وجود می آید. اگر سرعت باد که در راستای عمود بر کابل می وزد از یک سرعت بحرانی بیشتر شود، حالت تعادل استاتیکی کابل ناپایدار شده و نوسانات کوچک اولیه به تدریج رشد می کنند و نهایتا به نوسانات حدی با دامنه بالا و فرکانس پایین می رسند. در اثر این پدیده برخورد بین فازها به وجود می آید و به کابل ها و سازه های نگه دارنده آن­ها صدمات زیادی وارد می شود. آگاهی نسبت به دامنه نوسانات کابل ها در اثر این پدیده برای رعایت فاصله بین فازها و استفاده در طراحی ها بسیار ضروری می باشد. در این پایان نامه معادلات حرکت کابل ها با استفاده از روش تقریبی مودهای فرضی استخراج می گردند. شرط ناپایداری حالت تعادل استاتیکی کابل وسرعت بحرانی با خطی کردن معادلات به دست می آید. روش معمول برای حل معادلات حرکت استفاده از روش عددی حل معادلات دیفرانسیل می باشد. علاوه بر این در این پایان نامه از روش المان محدود برای پیدا کردن نوسانات کابل مورد استفاده قرار می گیرد. نتايج بدست آمده برای سرعتی که در آن گالوپينگ رخ می دهد از دو روش مودهای فرضی و المان محدود با نتايج تجربی انجام شده توسط ديگر محققين مقايسه گرديده است. تطابق مناسب بين نتاج تحليلی و تجربی بيانگر صحت روابط ارائه شده و برنامه های نوشته شده می باشد.

  Galloping

فهرست

عنوان                                                                                                                          صفحه

فهرست مطالب …………………………………………………………………………………………………………………………………….. خ

فهرست اشکال ………………………………………………………………………………………………………………………………………. ذ

فهرست جداول ………………………………………………………………………………………………………………………………………. ز

چکیده …………………………………………………………………………………………………………………………………………………. س

فصل اول : مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………….  ۱  ۱۱-۱ پیشگفتار …………………………………………………………………………………………………………………………………….. ۱

۱-۲ مروری بر کارهای انجام شده ……………………………………………………………………………………………………….. ۳

فصل دوم : مدل دینامیکی پدیده گالوپینگ ……………………………………………………………………………….. ۷  

۲-۱ معادلات حرکت ………………………………………………………………………………………………………………………….. ۹

۲-۲ انرژی جنبشی و ماتریس جرم …………………………………………………………………………………………………… ۱۴

۲-۳ ماترس سختی ……………………………………………………………………………………………………………………………. ۱۵

۲-۴ بردار نیروهای تعمیم یافته ………………………………………………………………………………………………………… ۱۷

۲-۵ تجزیه و تحلیل اغتشاش و معادلات حاکم ………………………………………………………………………………… ۱۸

۲-۶ شروع گالوپینگ در سرعت باد بحرانی ………………………………………………………………………………………. ۲۰

فصل سوم : تحلیل غیر خطی پدیده گالوپینگ…………………………………………………………………………. ۲۱

۳-۱ مبانی روش  غیر خطی ……………………………………………………………………………………………………………… ۲۲

فصل چهارم : مدل سازی المان محدود ………………………………………………………………………………………. ۲۴

۴-۱ فرمولاسیون عمومی …………………………………………………………………………………………………………………… ۲۵

۴-۲ المان سه گرهی کابل ………………………………………………………………………………………………………………… ۲۵

۴-۳ ماتریس جرم ……………………………………………………………………………………………………………………………… ۲۷

۴-۴ ماتریس سختی ………………………………………………………………………………………………………………………….. ۲۸

۴-۴-۱ محاسبه  ………………………………………………………………………………………………………………………. ۲۸

۴-۴-۲ محاسبه  …………………………………………………………………………………………………………………….. ۲۹

۴-۴-۳ محاسبه  …………………………………………………………………………………………………………………. ۳۰

۴-۵ فرمولاسیون بردار بار خارجی  ……………………………………………………………………………………………. ۳۱

۴-۶ مدلسازی دهانه و پشتیبانی رشته های عایق……………………………………………………………………………… ۳۲

۴-۷ فرمولاسیون ماتریس میرایی کل………………………………………………………………………………………………… ۳۲

فصل پنجم : نتایج عددی………………………………………………………………………………………………………………. ۳۲

۵-۱ شبیه سازی عددی………………………………………………………………………………………………………………………. ۳۳

۵-۱-۱ سرعت بحرانی کابل اول…………………………………………………………………………………………………………. ۳۶

۵-۱-۲ سرعت بحرانی کابل دوم…………………………………………………………………………………………………………. ۳۹

۵-۲ بررسی اثر پارامترهای کابل…………………………………………………………………………………………………………. ۴۳

۵-۳ نوسانات کابل به کمک روش المان محدود ………………………………………………………………………………. ۵۳

۵-۳-۱سرعت بحرانی کابل اول به روش المان محدود………………………………………………………………………. ۵۴

۵-۳-۲سرعت بحرانی کابل دوم به روش المان محدود……………………………………………………………………… ۵۹

فصل ششم : نتیجه گیری ………………………………………………………………………………………………………………. ۶۴

پیشنهادات برای ادامه کار ………………………………………………………………………………………………………………….. ۶۶

مراجع…………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ۶۸

فهرست اشکال

شکل                                                                                                                            صفحه

شکل (۲-۱) شماتیک خط انتقال و سطح مقطع آن …………………………………………………………………………… ۷

شکل (۴-۱) مدل خط انتقال با جداساز ……………………………………………………………………………………………. ۲۴

شکل (۴-۲) شماتیکی از مدل المان محدود کابل ……………………………………………………………………………. ۲۶

شکل (۵-۱) سطح مقطع کابل اول و ضرایب نیروهای آیرودینامیکی بر حسب زاویه حمله ……………. ۳۳

شکل (۵-۲) سطح مقطع کابل دوم و ضرایب نیروهای آیرودینامیکی بر حسب زاویه حمله …………… ۳۴

شکل (۵-۳)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل اول)……….. ۳۶

شکل (۵-۴)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل اول) ………. ۳۷

شکل (۵-۵)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل اول) ……… ۳۷

شکل (۵-۶)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل اول) ………..۳۸

شکل (۵-۷)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل اول) ………..۳۸

شکل (۵-۸)     ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل اول) ……….۳۹

شکل (۵-۹)     ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم)………..۴۰

شکل (۵-۱۰)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم)………۴۰

شکل (۵-۱۱)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد  (کابل دوم) ……۴۱

شکل (۵-۱۲)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم)………۴۱

شکل (۵-۱۳)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم) ……..۴۲

شکل (۵-۱۴)   ، منحنی درایه های ستون اول جدول راث بر حسب سرعت باد (کابل دوم )……..۴۲

شکل (۵-۱۵) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب EA برای کابل اول……………………………………….. ۴۴

شکل (۵-۱۶) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب EA برای کابل دوم……………………………………….. ۴۴

شکل (۵-۱۷) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب GJ برای کابل اول…………………………………………. ۴۵

شکل (۵-۱۸) تغیرات سرعت بحرانی کابل بر حسب GJ برای کابل دوم…………………………………………  ۴۵

شکل (۵-۱۹) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب H برای کابل اول………………………………………….. ۴۶

شکل (۵-۲۰) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب H برای کابل دوم………………………………………….. ۴۶

شکل (۵-۲۱) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب  برای کابل اول………………………………………. ۴۷

 شکل (۵-۲۲) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب  برای کابل دوم…………………………………….. ۴۷

شکل  (۵-۲۳) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب m برای کابل اول………………………………………… ۴۸

شکل  (۵-۲۴) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب m برای کابل دوم……………………………………….. ۴۸

شکل  (۵-۲۵) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب L برای کابل اول………………………………………….. ۴۹

شکل  (۵-۲۶) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب L برای کابل دوم…………………………………………. ۴۹

شکل (۵-۲۷) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب  برای کابل اول……………………………………… ۵۰

شکل (۵-۲۸) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب  برای کابل دوم……………………………………… ۵۰

شکل (۵-۲۹) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب  برای کابل اول………………………………………. ۵۱

شکل (۵-۳۰) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب  برای کابل دوم……………………………………… ۵۱

شکل (۵-۳۱) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب  برای کابل اول………………………………………. ۵۲

شکل (۵-۳۲) تغییرات سرعت بحرانی کابل بر حسب  برای کابل دوم……………………………………… ۵۲

شکل (۵-۳۳) شماتیکی از کابل با ۱۱ گره………………………………………………………………………………………… ۵۴

شکل (۵-۳۴) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت X با سرعت ۸ متر بر ثانیه……………………………………… ۵۵

شکل (۵-۳۵) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت X با سرعت ۵/۷ متر بر ثانیه………………………………….. ۵۵

شکل (۵-۳۶) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت Y با سرعت ۸ متر بر ثانیه………………………………………. ۵۶

شکل (۵-۳۷) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت Y با سرعت ۵/۷ متر بر ثانیه………………………………….. ۵۶

شکل (۵-۳۸) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت Z با سرعت  ۸ متر بر ثانیه…………………………………….. ۵۷

شکل (۵-۳۹) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت Z با سرعت  ۵/۷ متر بر ثانیه…………………………………. ۵۷

شکل (۵-۴۰) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت  با سرعت  ۸ متر بر ثانیه…………………………………….. ۵۸

شکل (۵-۴۱) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت  با سرعت ۵/۷ متر بر ثانیه………………………………….. ۵۸

شکل (۵-۴۲) نوسان گره ۶ کابل دوم در جهت X با سرعت ۶ متر بر ثانیه……………………………………… ۶۰

شکل (۵-۴۳) نوسان گره ۶ کابل دوم در جهت X با سرعت ۲/۵ متر بر ثانیه………………………………….. ۶۰

شکل (۵-۴۴) نوسان گره ۶ کابل دوم در جهت Y با سرعت ۶ متر بر ثانیه……………………………………… ۶۱

شکل (۵-۴۵) نوسان گره ۶ کابل دوم در جهت Y با سرعت ۲/۵ متر بر ثانیه………………………………….. ۶۱

شکل (۵-۴۶) نوسان گره ۶ کابل اول در جهت Z با سرعت  ۶ متر بر ثانیه……………………………………… ۶۲

شکل (۵-۴۷) نوسان گره ۶ کابل دوم در جهت Z با سرعت  ۲/۵ متر بر ثانیه…………………………………. ۶۲

شکل (۵-۴۸) نوسان گره ۶ کابل دوم در جهت  با سرعت  ۶ متر بر ثانیه…………………………………….. ۶۳

شکل (۵-۴۹) نوسان گره ۶ کابل دوم در جهت  با سرعت  ۲/۵ متر بر ثانیه………………………………… ۶۳

فهرست جداول

جدول                                                                                                                          صفحه

جدول (۵-۱) ضرایب چند جمله ای های درجه سه مربوط به ضرایب نیروهای آیرودینامیکی……….. ۳۵

جدول (۵-۲) مقادیر فیزیکی و هندسی مربوط به کابل های اول و دوم…………………………………………… ۳۵

جدول (۵-۳)  مقدار درصد خطای دو روش راث و المان محدود مربوط به کابل اول……………………..  ۵۴

جدول (۵-۴)  مقدار درصد خطای دو روش راث و المان محدود مربوط به کابل دوم……………………… ۵۹

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “بررسی پدیده گالوپینگ به روش المان محدود”
قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...