%34تخفیف

دانلود پروژه:کاربرد روش تحلیل هم هندسی در مسائل  وابسته به زمان

تعداد107صفحه در فایل word

بخش مهندسی عمران          

کارشناسی ارشد رشته عمران گرايش سازه

کاربرد روش تحلیل هم هندسی در مسائل

 وابسته به زمان

حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر رفتار یک سیستم یکی از مهمترین مسائلی است که همواره در زمینه های علوم و مهندسی مورد بحث قرار می گیرد. از آنجایی که تنها موارد معدودی از این معادلات را می توان مستقیما با روشهای تحلیلی حل نمود روشهای عددی زیادی در چند دهه اخیر برای حل چنین معادلاتی پیشنهاد شده است. در میان متداول ترین این روشها، روشهای اجزای محدود را می توان نام بردکه استفاده از آن در تحليل سازه هاي پيچيده و مكانيك محاسباتي به امري معمول تبديل شده است. در ادامه توسعه روش های عددی، اخیرا روش نوین تحلیل هم هندسی[1] بر پایه توابع نربز[2] و با هدف یکپارچه کردن مدل سازی هندسه و تحلیل ارائه شده است. ویژگی اصلی این روش استفاده از توابع پايه مدلسازي دقيق هندسه، به عنوان توابع پايه در فضاي تحليل می باشد. با توجه به اهمیت این روش و اینکه تحلیل هم هندسی به عنوان یک روش جدید در علوم مهندسی شناخته می شود، در این تحقیق جهت حل معادلات وابسته به زمان از توابع درونیاب درجه دوم و سوم (مکعبی) B- اسپلاین به عنوان توابع پایه در حل عددی معادله دیفرانسیل حرارت و انتقال موج استفاده شده است. روابط به دست آمده در دو فضای هندسی و زمان ارایه و برنامه ای در محیط متلب جهت حل عددی نوشته شده است. نتایج حاصل شده برای معادلات و توابع در نظر گرفته شده براي گام هاي زماني مختلف و با تعداد المانهاي متفاوت حل گرديده و ضمن بررسی، با نتایج حاصل از حل تحليلي دقیق و روش های عددی مرسوم مقايسه شده است. مقایسه نتایج حاصل با حل تحلیلی دقیق  و روش های عددی، حاکی از دقت بالای این روش و عملکرد مناسب آن در مسائل انتقال حرارت و موج می باشد.

کلمات کلیدی: تحلیل هم هندسی، توابع B-اسپلاین، روش عددی، معادلات دیفرانسیل،  معادله انتقال حرارت، معادله موج

[1] Isogeometric analysis           2 NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline)

 

صفحه

فصل اول. 1

کلیات. 1

1-1 مقدمه. 2

1-2  بازبینی مراجع. 4

1-3  اهداف پایان نامه. 5

1-4 ساختار پایان نامه. 6

فصل دوم. 7

بررسی معادلات دیفرانسیل وابسته به زمان   7

2-1 مقدمه. 8

2-2  انواع معادلات. 8

2-3  روش های گسسته سازی در فضای هندسی. 9

2-3-1  روش های مانده وزن دار. 9

2-3-1-1 روش Galerkin. 10

2-3-1-3  روشSubdomain Collocation. 12

2-3-1-4  روشLeastSquares 12

2-3-2  تحلیل مودال. 13

2-4 روش های گسسته سازی در فضای زمان. 14

2-4-1  روش های انتگرالی عددی. 15

2-4-1-1  روش های انتگرالی(انتگرال گیری مستقیم)   16

2-4-1-2  روش های عددی صریح و ضمنی. 16

2-4-1-3 تحقیق در رابطه با دقت و پایداری روش های انتگرالی و روش های عددی. 17

2-4-1-4  روش Newmark-β. 18

2-4-1-5  روش ویلسون. 19

2-4-1-6  روش تفاضل مرکزی. 20

2-4-1-7  روش رانگ-کوتا. 20

2-4-1-8  انتگرال دوهامل. 22

2-4-1-9  روش دقیق Piecewise. 22

فصل سوم. 23

معرفی و بررسی توابع B– اسپلاین. 23

3-1 مقدمه. 24

3-2  نمايش منحني ها و سطوح. 25

3-3  منحني هاي بزيه. 26

3-4 – اسپلاین. 28

3-4-1 بردارهاي گرهي. 28

3-4-2 توابع پايه. 30

3-4-3 مشتقات توابع پايه – اسپلاين. 34

3-4-4 منحني هاي  – اسپلاين. 35

3-5 تاریخچه و سير تكاملي توابع پايه در اجزای محدود   38

3-6 نربز به عنوان تابع پايه در تحلیل. 41

3-7 مفهوم  تحلیل هم هندسي. 42

3-8 مقدمه ای بر تحلیل هم هندسي بر پايه توابع B– اسپلاین   43

فصل چهارم. 47

حل عددی معادلات وابسته به زمان. 47

با استفاده از توابع B -اسپلاین. 47

4-1 مقدمه. 48

4-2 برنامه معادلات وابسته به زمان. 48

4-3  حل عددی معادلات وابسته به زمان با استفاده از توابع  -اسپلاین   49

4-3-1  معادله انتقال حرارت یک بعدی. 49

4-3-1-1 تعریف مسئله. 49

4-3-1-2 توابع درونیاب -اسپلاین. 49

4-3-1-3 گسسته سازی معادله حرارت در فضای هندسی. 53

4-3-1-4  گسسته سازی معادله حرارت در فضای زمان. 53

4-3-2  معادله انتقال موج یک بعدی. 59

4-3-2-1 تعریف مسئله. 59

4-3-2-2  توابع درونیاب -اسپلاین. 60

4-3-2-3 گسسته سازی معادله موج در فضای هندسی. 62

4-3-2-4   گسسته سازی معادله موج در فضای زمان. 63

فصل پنجم. 71

حل مثال های عددی، نتیجه گیری و پیشنهادها   71

5-1 مقدمه. 72

5-2 برنامه حل مسائل وابسته به زمان با استفاده از روش ارایه شده   72

5-3 مثال های عددی. 73

5-3-2 انتقال موج در میله یک بعدی. 75

5-4 خلاصه و نتیجه گیری کلی. 77

5-5 پیشنهاد برای کارهای آتی. 78

مراجع:. 79

فهرست جداول

 عنوان                                                                                                                              صفحه

 

جدول2-1 ضرایب روش رانگ- کوتا. 21

جدول 3-1 تاریخچه زمانی B- اسپلاین و نربز   25

جدول 3-2تاريخچه زماني: سال شمار پيشرفت توابع پايه در روش اجزاء محدود و روش بدون مش. 40

جدول 3-3 مقایسه روش اجزاء محدود و تحلیل هم هندسی   44

جدول 3-4 اجزاء نربز در تحلیل هم هندسی   45

جدول 4-1 مقادیر  و … 54

جدول 4-2  الگوریتم گام به گام محاسبه پاسخ معادله انتقال حرارت در یک بعد. 58

جدول 4-3 مقادیر ،  و … 63

جدول 4-4  الگوریتم گام به گام محاسبه پاسخ معادله انتقال موج در یک بعد. 69

جدول 5-1  نتایج حاصل از حل دقیق و اجزای محدود   73

جدول 5-2  نتایج حاصل از حل دقیق و اجزای محدود و B- اسپلاین مرتبه دوم. 74

جدول 5-3  نتایج حاصل از حل دقیق ، اجزای محدود و B- اسپلاین مرتبه سوم. 74

جدول 5-4  نتایج حاصل از حل دقیق و اجزای محدود و B- اسپلاین مرتبه چهارم. 74

جدول 5-5  نتایج حاصل از حل دقیق ، اجزای محدود و روش ارائه شده برای …… 75

جدول 5-6  نتایج حاصل از حل دقیق ، اجزای محدود و روش ارائه شده برای …… 76

جدول 5-7  نتایج حاصل از حل دقیق ، اجزای محدود و روش ارائه شده برای …….. 76

فهرست شکل ها

 عنوان                                                                                                                              صفحه

شکل 2-1توسعه بازه زمانی در روش ویلسون   19

شكل3-1 منحني بزيه و چندضلعي كنترلي آن   26

شكل3-2  توابع پايه بزيه/ برنشتاین   27

شكل 3-3 فضاي پارامتري B– اسپلايني بر روي كل وصله   28

شکل 3-4  توابع پايه B– اسپلاین ساخته شده با بردار گرهی متناوب یکنواخت. 29

شکل 3-5  توابع پايه  B– اسپلاین ساخته شده با بردار گرهی باز یکنواخت،. 29

شکل 3-6 الگوی مثلثی رابطه بازگشتی کاکس-دی بور   30

شكل 3-7 توابع پايه مرتبه صفر، 1 و 2 براي بردار گرهي يكنواخت   31

شكل 3-8 مقايسه پهناي باند در توابع اجزای ‌محدود استاندارد و B- اسپلاين. 32

شكل 3-9 توابع پايه مربعي مربوط به بردار گرهي غير يكنواخت باز   33

شكل 3-10 توابع پايه مرتبه 4  بردار گرهي غير يكنواخت.   33

شكل 3-11  منحني قطعه اي مربعيB- اسپلاين در فضاي .   35

شكل 3-12 منحنی ها و قشرهاي محدب برای مرتبه های مختلف   37

شكل 3-13 نوسانات در توابع لاگرانژ و نربز   38

شكل 3-14 توابع پایه در تحلیل هم هندسی و اجزاء محدود   42

شكل 3-15 شرح تصويري اجزاء‌ نربز براي يك وصله.   46

شکل 4-1 توابع پایه مربوط به بردار گرهی باز یکنواخت   50

شکل 4-2 B– اسپلاین درجه دوم متناوب   51

شکل 4-3  موقعیت  در بردار گرهی   52

شکل 4-4  موقعیت  در بردار گرهی. 52

شکل 4- 5 B– اسپلاین مکعبی متناوب.. 60

شکل 4-6  موقعیت  در بردار گرهی 61

شکل 4-7  موقعیت  در بردار گرهی 62

شکل 4-8  موقعیت  در بردار گرهی 62

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “دانلود پروژه:کاربرد روش تحلیل هم هندسی در مسائل  وابسته به زمان”

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo