boundary elements method
در نشریات گروه مکانیک-
از کاربردهای روش عددی المان های مرزی، محاسبه تنش ها و جابجایی ها روی مرزهای خارجی و داخل یک جسم ناهمگن می باشد. در صنعت هنگامی که دو یا چند ماده مذاب در یک قالب روی هم ریخته می شوند، امکان به وجود آمدن یک ماده جدید ناهمگن وجود دارد. در این مقاله فرمول بندی مورد نیاز برای محاسبه تنش ها و جابجایی ها روی مرزهای خارجی و داخلی یک جسم ناهمگن با مدول الاستیسیته متغیر ارائه شده است. پاسخ های به دست آمده از حل عددی با نرم افزار ANSYS مقایسه شد و مشاهده شد که خطای نتایج به دست آمده با استفاده از روش المان های مرزی، با نتایج حاصل از نرم افزار کمتر از 2% می باشد که نشان دهنده دقت خوب جواب های به دست آمده از روش عددی المان های مرزی می باشد.
کلید واژگان: روش المان های مرزی، جسم ناهمگن، جابجایی نقاط روی مرزها، محاسبه تنش، مدول الاستیسیته متغیرOne of the applications of the numerical method of boundary elements is the calculation of stresses and displacements on the external and internal boundaries of a non-homogeneous object. In industry, when two molten material are combined together, there is a possibility that the resulting material is non-homogeneous material. In this article, the formulation needed to solve the direct problem of calculating the stresses and displacements on the external and internal boundaries of a non-homogeneous body with variable modulus of elasticity is presented. The answers obtained from the numerical solution are compared with the ANSYS software and it can be seen that the error of the results obtained using the boundary elements method is less than 2% with the results obtained from the software, which indicates the good accuracy of the solutions obtained from the numerical method of boundary elements.
Keywords: Boundary Elements Method, Non-Homogeneous Body, Displacements Of Points On The Boundaries, Stress Calculation, Variable Modulus Of Elasticity -
این مقاله به مروری بر انواع روش های حل انتگرال های داخل دامنه در روش المان های مرزی می پردازد. ظهور انتگرال های درون دامنه در فرمول بندی روش اجزای مرزی، عمدتا از جمله اینرسی در مسایل دینامیکی، نیروهای بدنه در مسایل استاتیکی و یا اثرات ناهمگنی ماده نشات می گیرد. در حل مسایل با استفاده از روش های المان های مرزی رویکردهای متعددی برای محاسبه انتگرال های مرزی و درون دامنه وجود دارد. انتخاب نوع روش انتگرال گیری تاثیر بسیار مهمی بر سرعت و دقت حل مسیله دارد. در این تحقیق، مروری جامعی از روش های محاسبه انتگرال های درون دامنه با دو نگرش مبتنی بر شبکه بندی دامنه و گسسته سازی منحصر به مرز، ارایه خواهد شد. با توجه به محبوبیت رویکردهای بدون نیاز به شبکه بندی دامنه، در این بررسی تمرکز بیشتری به ارایه فرمول بندی چنین روش هایی اختصاص یافته و دو روش متداول تقابل دوگانه و انتگرال گیری شعاعی به عنوان شیوه کارآمدتر و سریع تر از میان این روش ها شرح داده می شوند. در پایان نیز جزییات روش انتگرال گیری شعاعی اصلاح شده برای محاسبه انتگرال های درون دامنه های غیر محدب بیان خواهد شد.
کلید واژگان: روش المان مرزی، انتگرال های درون دامنه، روش تقابلی دوگانه، روش انتگرال گیری شعاعی اصلاح شدهIn this article, a review of the evaluation methods of the domain integrals in the boundary element method will be presented. The emergence of domain integrals in the formulation of the boundary element method mainly originates from the inertia term in dynamic problems, body forces in static problems or the effects of material heterogeneity. There are several approaches to calculate boundary and domain integrals in boundary element methods. Choosing the type of integration method has a prominent effect on the accuracy of the numerical solution. In this research, a comprehensive review on the techniques of domain integrals computation will be presented based on two approaches, i.e. domain splitting, and converting the domain integrals to boundary ones. The review focuses primarily on the formulation of approaches without requiring domain splitting, because of their popularity. Among them, the dual reciprocity method and the radial integration method have been described as the most efficient. At the end, the details of the modified radial integration method for calculating the integrals within non-convex domains will be stated.
Keywords: Boundary elements method, Domain integrals, Dual reciprocity method, Modified radial integration method -
یکی از مهمترین مسائل هیدرودینامیک کاربردی بررسی هیدروفویل متحرک در نزدیکی سطح آزاد است. در این مقاله به شبیه سازی جریان حول هیدروفویل در نزدیکی سطح آزاد به روش المان مرزی پرداخته شده است. برای شبیه سازی با استفاده از روش المان مرزی، از یک روش تکرار مبتنی بر تئوری گرین استفاده شده است. برای این منظور مسئله به دو قسمت هیدروفویل و سطح آزاد تقسیم شده و اثرات هریک بر دیگری محاسبه می شود و پتانسیل اختلالی روی سطح آزاد و هیدروفویل بدست می آید. سپس به کمک یک الگوریتم تکرار مقادیر پتانسیل ها در هر مرحله اصلاح می شوند تا جواب ها به مقادیر واقعی همگرا شوند. سپس به وسیله این پتانسیل ها توزیع فشار روی هیدروفویل همچنین منحنی موج روی سطح آزاد بدست می آید. پس از اعتبارسنجی این روش به بررسی عوامل مختلف روی عملکرد هیدروفویل از قبیل ضخامت و انحنای هیدروفویل، عدد فرود، زاویه حمله و ارتفاع از سطح آزاد و همچنین سهم نیرو های برا و پسای حاصل از امواج پرداخته شده است. مشاهده می شود که نتایج روش المان مرزی با وجود فرض سیال ایده آل، با تقریب خوبی، عملکرد جریان را پیش بینی می کند.کلید واژگان: تئوری گرین، اثر سطح آزاد، روش المان مرزی، هیدروفویل دوبعدیOne of the most important issues of applied Hydrodynamics is Analysis of Moving hydrofoil near the free surface. In this paper attention is being paid to the analysis of hydrofoil near the free surface. For this simulation, an iterative method based on Greens theorem is employed, and the problem is divided to hydrofoil and free surface and the effects on each other is calculated, and then perturbation potential on hydrofoil and free surface are acquired. Next, the values of these potentials are modified with an iterative algorithm until the results converge to real values. Then by having these potentials, Pressure distribution on hydrofoil surface and curve wave on free surface are obtained. Having validated this method, various factors on the hydrofoil performance such as thickness, camber, angle of attack, the Froud number, distance from the free surface, and distance from depth are surveyed. It can be observed that the results of boundary element method with good approximation predict the flow performance. However, the existence of an ideal fluid is assumed.Keywords: Green's Theorem, Surface Effect, Boundary Elements Method, Two Dimension Hydrofoil
-
International Journal of Advanced Design and Manufacturing Technology, Volume:5 Issue: 2, Jun 2012, P 51In this paper, a new population-based search called the Bees Algorithm (BA) is presented to estimate the time-dependent heat transfer coefficient and the corresponding heat flux at the boundaries of a two-dimensional body subjected to transient heat conduction, using the temperature measurements at discrete nodal locations on the boundaries, where heat flux is specified as the boundary condition. In the forward problem, a two dimensional transient heat conduction problem subjected to heat flux boundary conditions is solved for temperature distribution at the boundaries using the boundary elements method. In the inverse problem the heat transfer coefficient (h) at the boundaries where thermal conditions are over specified is estimated by minimizing an objective function which is defined as the sum of the squared differences between the measured and computed temperatures at the nodal locations on the boundary. The Bees algorithm which is a new global evolutionary optimization method is used to investigate the inverse problem. The average value of the heat transfer coefficient at the boundaries is assumed over each time interval from initial time until the final steady-state time. The optimum parameters of Bees algorithm are found and used to estimate the heat transfer coefficient as a function of time. The effect of temperature measurement errors on the identification process is also investigated.Keywords: Bees algorithm, Boundary elements method, Heat transfer coefficient, Inverse Problem
-
به منظور استفاده از روش المانهای مرزی در حل مسایل سیالات، بایستی علاوه بر انفصال روی مرز، تعدادی سلول داخلی برای محاسبه انتگرال های ناشی از ترم های جابجایی نیز در نظر گرفت. برای این منظور از روش تابع پنالتی که کاربرد زیادی در روش المان های محدود دارد استفاده شده است. با استفاده از این روش، ترم فشار از معادلات حاکم حذف شده و معادلات به شکل معادله ناویر در الاستواستاتیک تبدیل می شود. این روش از برتری های وی‍ژه ای برخوردار است که از جمله می توان به سادگی استفاده از انواع المانها، محاسبه دقیق مشتق ها توسط تابع حل اساسی در هر نقطه دلخواه از دامنه و کاهش حافظه مورد نیاز و تعداد محاسبات در الگوریتم تکرار اشاره کرد. در این تحقیق دو روش مختلف برای محاسبه مشتق های داخلی بررسی شد و معادلات حاصل برای حل جریان داخل حفره تا میزان عدد رینولدز 400 و جریان پشت پله تا عدد رینولدز 75 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با کارهای قبلی مقایسه گردید که بر خلاف کاهش زمان محاسبات و حافظه لازم از دقت بسیار خوبی برخوردار است.کلید واژگان: روش المانهای مرزی، تابع پنالتی، جریان حفره، جریان پلهIn this research, applications of the Boundary Element Method to viscous flow are investigated. The BEM formulation allows a boundary-only solution for linear stokes flow. For higher speed flows in which the non-linear convective effects cannot be ignored, a volume integral must be retained. The proposed formulation is based on analogy between Naviers equations in elastostatics and Navier-Stokes equations expressed by using a penalty function. By using penalty function formulation, pressure term is eliminated and Navier-Stokes equations are converted to Navier equations in elastostatics. In many previous works, potential fundamental solution was used for solving viscous fluid flow with BEM but in this research elastostatics fundamental solution is used. Finally, some two-dimensional examples are provided to validate the presented approach. It is found that the boundary element method gives accurate solutions and it is more economical than other methods since the application of the method requires discretization only on the boundaries of the domain and thus it reduces the spatial dimensions of the problem by one.Keywords: Boundary Elements Method, Penalty function, Cavity flow, Step flow
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
©2000-2025 magiran.com All Rights Reserved.