• شماره ركورد
    24807
  • شماره راهنما
    CIV3 26
  • عنوان

    كاهش هزينه‌هاي محاسباتي تئوري پريدايناميك

  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مهندسي عمران - سازه
  • دانشكده
    مهندسي عمران و حمل و نقل
  • تاريخ دفاع
    1404/05/07
  • صفحه شمار
    139 ص.
  • استاد راهنما
    فرشيد مسيبي برزي
  • كليدواژه فارسي
    پريدايناميك , انتگرال‌گيري عددي , نقاط تربيعي , روش انتگرال‌گيري كاهش يافته , پراكندگي موج
  • چكيده فارسي
    تئوري پريدايناميك به‌عنوان رويكردي مؤثر در تحليل مسائل مهندسي هم‌راه با ناپيوستگي‌ها، با جاي‌گزيني معادلات انتگرالي به‌جاي معادلات ديفرانسيلي، امكان مدل‌سازي مسائل پيچيده را فراهم مي‌كند. بااين‌حال، اين تئوري در مقايسه با روش‌هاي مبتني بر تئوري كلاسيك با محدوديت‌هايي مواجه است كه ريشه در به كارگيري انتگرال‌گيري نقطه مياني و ضرايب اصلاح حجم در گسسته سازي استاندارد اين روش دارد. در اين‌ پژوهش روش ضرايب تربيعي پيشنهادي به عنوان روش جديدي به منظور گسسته‌سازي معادله‌ي انتگرالي پريدايناميك ارائه شده است. در اين روش، با اختصاص ضرايب تربيعي به هريك از نقاط همسايگي، معادله‌ي انتگرالي تعيين مي‌شود. نكته‌ي قابل توجه آن است كه در اين روش، برخلاف گسسته‌سازي استاندارد، از ضريب اصلاح حجم استفاده نمي‌شود. از آن‌جايي كه تئوري پريدايناميك به علت ماهيت غيرمحلي، هزينه‌ي محاسبات زيادي به هم‌راه دارد، بنابراين با ارائه‌ي روش انتگرال‌گيري كاهش يافته، راه‌كاري جهت كاهش هزينه‌هاي محاسباتي پيشنهاد شده است. در ادامه، معادلات پراكندگي موج در چارچوب پريدايناميك به‌عنوان معياري براي ارزيابي و مقايسه‌ي دقت و كارايي روش‌هاي پيشنهادي مورد استفاده قرار گرفته است. از آنجايي كه به كارگيري روش ضرايب تربيعي در نقاط پيرامون مرزها و ناپيوستگي‌ها كارامد نمي‌باشد، در نتيجه پيشنهاد شده است در نقاط مذكور از روش مبتني بر حداقل مربعات وزني استفاده شود. در ادامه، عمل‌كرد اين روش‌ها در مثال‌هاي عددي ارزيابي شده است. نتايج بدست آمده بيان‌گر دقت بالاي روش‌هاي پيشنهادي در گسسته‌سازي معادله‌ي انتگرالي پريدايناميك در شكست مواد ترد و مسائل چندفيزيكي همانند مسائل حرارتي-مكانيكي است.
  • كليدواژه لاتين
    peridynamics , numerical integration , numerical quadrature , dispersion , reduced integration
  • عنوان لاتين
    Reduction of computational cost in peridynamics
  • گروه آموزشي
    مهندسي عمران
  • چكيده لاتين
    Peridynamics (PD) stan‎ds out as a promising approach for tackling problems involving discontinuities by using integral equations. Nonetheless, PD models often come with a substantially higher computational burden compared to continuum mechanics (CCM)-based methods. This elevated cost is primarily due to its stan‎dard discretization scheme, which employs midpoint integration an‎d volume correction coefficients. This study introduces an improved class of numerical quadratures to mitigate the latter challenge. This method discretizes the PD integral by using quadratic coefficients. Consequently, unlike the stan‎dard method, this approach eliminates the need for volume correction factors, offering a potentially more efficient an‎d accurate alternative. Due to the inherently nonlocal nature of peridynamic theory, its computational cost is significantly higher than that of classical continuum models. To address this issue, a reduced integration scheme is proposed to lower computational deman‎ds. Wave dispersion equations in the peridynamic framework serve as a criterion for eva‎luating an‎d comparing the accuracy an‎d efficiency of the proposed methods. However, the proposed methods exhibit reduced efficiency near boundaries an‎d discontinuities. To overcome this limitation, extended weighted least squares (WLS)-based numerical integration scheme is recommended for such regions. Subsequently, the performance of these methods is eva‎luated through numerical examples. The results demonstrate the high accuracy an‎d robustness of the proposed techniques in discretizing the peridynamic integral equation, particularly in modeling brittle material failure an‎d multiphysics problems, such as coupled thermo-mechanical analyses.
  • تعداد فصل ها
    6
  • استاد مشاور خارج از دانشگاه
    دكتر آرمان شجاعي
  • فهرست مطالب pdf
    137896
  • نويسنده

    ستوده الوكنده، مهسا