فهرست مطالب

  • سال سی‌ام شماره 2 (زمستان 1390)
  • تاریخ انتشار: 1391/01/23
  • تعداد عناوین: 7
|
  • آرش بدیع سیچانی، محسن دوازده امامی صفحه 1
    روش های چندشبکه ای، از جمله روش چندشبکه ای جبری، از کاراترین روش های افزایش سرعت همگرایی در الگوریتمهای حل عددی معادلات دیفرانسیل پاره ای هستند. در کار حاضر، تکنیکهای مختلف روش چندشبکه ای جبری برای حل یک معادله دیفیوژن مورد استفاده قرار گرفته است. برای اینکه بتوان مقایسه مناسبی انجام داد، فقط تکنیکهای نصب در شبکه مورد توجه قرار گرفته است. مقایسه بین درشت سازی استاندارد و دو نوع درشت سازی خشن بر اساس الگوریتم RS در حل معادله دیفرانسیل مذکور نشان می دهد که روش درشت سازی استاندارد به همراه میانیابی مستقیم از نظر زمان اجرا مناسبترین انتخاب در این نوع مسائل است. از نظر میزان حافظه نسبی مورد نیاز، ترکیبی از یکی از روش های درشت سازی خشن به همراه میانیابی مستقیم کمترین حجم محاسبات را نسبت به سایر روش ها به خود اختصاص می دهد. به علاوه زمان لازم برای مرحله نصب در این روش کمترین مقدار است. علی رغم این مزیت، بزرگ بودن ضریب همگرایی در این روش موجب افزایش شدید تعداد تکرار و متعاقبا افزایش زمان اجرا در مرحله حل می شود. نتایج نشان می دهد که نسبت طول به عرض احجام کنترل محاسباتی بر نرخ همگرایی اثر محسوسی ندارد اما اندکی باعث افزایش هزینه محاسبات در مرحله نصب و افزایش زمان کل اجرا می شود. با توجه به نتایج حاصله در این تحقیق، به نظر می رسد روش درشت سازی استاندارد به همراه میانیابی مستقیم مناسبترین تکنیک برای روش چندشبکه ای جبری در حل مسائل دیفیوژن دو بعدی است.
  • رضا جمشیدی چناری، اکرم کریمیان صفحه 21
    مقاومت برشی زهکشی نشده، پارامتر اصلی در اکثر مسائل مربوط به پایداری کوتاه مدت و تحلیلهای تنش کل (TSA) است. مکانیزم شکل گیری نهشته های خاکی منجر به ایجاد ناهمگونی ذاتی در خاک می شود. ناهمگونی ذاتی به عنوان مهمترین منبع عدم قطعیت در مسائل ژئوتکنیکی مشتمل بر دو روند مشخصه و تصادفی است. در این مقاله پس از بررسی نتایج آزمایشات درجای مختلف ارائه شده توسط سایر محققان مدلی برای بیان روند مشخصه مقاومت برشی زهکشی نشده در راستای قائم (عمق) پیشنهاد و عمقی که در آن روند مشخصه تغییر جهت می دهد به عنوان عمق تبدیل معرفی می شود. برای مدلسازی از نظریه میدان تصادفی و تکنیک حوزه های میانگین محلی (LAS) کمک گرفته شده و مقاومت برشی زهکشی نشده به عنوان یک پارامتر مقاومتی مصالح ریزدانه در فضای دو بعدی مسئله طوری توزیع شده است که تغییرات آن در راستای قائم از روند مشخصه پیروی کرده و در راستای افقی نیز به صورت یک متغیر تصادفی با توزیع و انحراف معیار مشخص، حول مقادیر روند مشخصه در هر عمق تغییر می کند.
  • مهدی مولایی، محمد سعید سعیدی، بهار فیروزآبادی صفحه 45
    به علت نقش اساسی دستگاه گردش خون در بدن و گسترش روزافزون بیماری های مربوط به آن در کار حاضر سعی شده است تا با استفاده از شبیه سازی عددی یک بعدی، سیستم سرخرگهای اصلی دستگاه گردش خون مدل شود. برای اولین بار در شبیه سازی یک بعدی از روش حجم محدود برای گسسته سازی معادلات ناویراستوکس که با معادله حالت کوپل شده استفاده شده است. در گسترش شرایط مرزی خروجی از مدلی موسوم به درختچه شریانی ساختار یافته بهره گرفته شده است و مدل یک بعدی با مدل متمرکز (لامپ) کوپل شده است. نتایج این حل، با سایر حلهای یک بعدی به روش مشخصه ها اعتبارسنجی شده و نشان داده شده که استفاده از روش حجم محدود نیز می تواند مشخصات جریان خون در سرخرگها را به خوبی نشان دهد. همچنین پروفیلهای فشار و دبی در رگهای اصلی بدن در حالت عادی به دست آمده و نشان داده شده است که با دور شدن از قلب پروفیل فشار تیزتر می شود که با نتایج فیزیولوژیک همخوانی دارد. همچنین نشان داده شده که با افزایش ضریب الاستیک رگها در بیماری تصلب شریان، فشار سیستولی افزایش و همراه با آن فشار دیاستولی کاهش می یابد. در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده این نتیجه به دست می آید که روش حجم محدود کارایی لازم برای شبیه سازی عددی یک بعدی دستگاه گردش خون را دارد.
  • شهاب الدین حاتمی، امیر رحمانی صفحه 57
    سیستم قاب سبک فلزی به دلیل مزایای ویژه همچون امکان تولید صنعتی، پیش ساختگی و سبک بودن می تواند جایگزین مناسبی برای سیستم های سنتی ساخت و ساز در کشور ایران باشد. پانلهای دیوار برشی متشکل از قاب فولادی سرد نورد شده و پوشش پیچ شده به آن، متداولترین سیستم باربر جانبی در این سازه ها هستند. به دلیل سبکی سازه و کم بودن نیروهای جانبی زلزله، پوششها عموما از مصالح چوبی ساخته می شوند. در این مقاله مقاومت و تغییرمکان جانبی پانلهای دیوار برشی به روش عددی اجزای محدود با در نظر گرفتن رفتار غیرخطی مدلسازی شده و به صورت ANSYS ناشی از تغییرشکلهای بزرگ، تعیین شده اند. پانلهای دیوار برشی با استفاده از نرم افزار اجزای محدود بار-افزون تحلیل شده اند. برای بررسی صحت و دقت نتایج، مقاومت و تغییر مکان نهایی چند نمونه دیوار برشی با مقادیر متناظر حاصل از مطالعات آزمایشگاهی سایر محققان مقایسه شده است. پس از تایید کارایی مدل اجزای محدود، تاثیر پارامترهای مختلف دیوار برشی از جمله خصوصیات قاب فولادی، پوشش و اتصال این دو بر رفتار جانبی دیوار مورد ارزیابی قرار گرفته است.
  • یوسف حسین زاده، محمد علی لطف اللهی یقین، محمدرضا فرجپور صفحه 75
    در این مقاله، تاثیر سخت کننده ها در رفتار استاتیکی اتصالات نیمه گیردار پیچی تیر به ستون در اسکلتهای فولادی بررسی شده است. مدلهای اجزای محدود اتصالات نیمه گیردار پیچی تقویت شده ایجاد و با استفاده از نتایج تجربی صحت مدل اجزای محدود کنترل شده است. در مدل اجزای محدود، رفتار غیرخطی مصالح، غیرخطی هندسی و همچنین رفتار غیرخطی تماس ورق اتصال و بال ستون مورد توجه قرار گرفته است.سپس با تحلیل پارامتریک اتصالات با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS اثر پارامترهای مختلف در توزیع تنش کششی در ترازهای مختلف پیچ، سختی دورانی و مقاومت خمشی اتصال مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اینکه استفاده از سخت کننده های جان ستون و ورق انتهایی میتواند رفتار اتصال را تحت تاثیر قرار داده و مقاومت خمشی و سختی دورانی آن را تغییر دهد، در نظر گرفتن اثر سخت کننده ها در رفتار خمشی اتصال در مرحله طراحی ضروری به نظر میرسد.
    کلیدواژگان: اتصالات با ورق انتهایی، تحلیل اجزای محدود، توزیع تنشکششی، قاب فولادی، منحنی لنگر، دوران، مسئله تماس
  • علیرضا صناعی ها، بابک امیدوار، محمد رحیمیان صفحه 91
    تجربه های حاصل از زلزله های گذشته و مطالعات میدانی بیان کننده این مطلب است که بزرگنمایی حاصل از توپوگرافی و محیط اطراف سازه، در خرابی های مشاهده شده در اثر زلزله نقش زیادی داشته است. در این مقاله ابتدا فرمولبندی اندرکنش دینامیکی سازه ها با محیط اطراف با استفاده از روش اجزای مرزی چند دامنه در فضای فرکانسی ارائه شده است. سپس مثالهایی به منظور بررسی صحت نتایج تحقیق حاضر و مقایسه آن با تحقیقهای انجام شده، ارائه شده است. همچنین نتایج عددی تحلیل دینامیکی مدل سه بعدی سر ریز نیلوفری سد بارزو شیروان با درنظر گرفتن اندرکنش آن با محیط اطراف بررسی شده است. بدین منظور هر یک از محیطهای سرریز، مخزن و پی به صورت مجزا مدل و سپس مدلی که شامل هر سه محیط باشد، ارائه شده است. نتایج تحلیل برای هر یک از مدلها به طور مجزا ارائه شده و سپس اثر محیطهای اطراف سرریز بر روی پاسخ دینامیکی آن در مدل نهایی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی کلیه پارامترهای موثر نظیر شکل ناهمواری، خواص مکانیکی مصالح (جرم حجمی، ضریب پوآسون، مدول برشی)، فرکانس تحریک، نوع موج برخوردی (SV، SH، P) آزیموت و زاویه برخورد موج بر پاسخ دینامیکی سرریز، در نظر گرفته شده است. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که انعطاف پذیری پی، باعث کاهش سختی سیستم و در نتیجه کاهش در فرکانسهای مدهای ارتعاشی سیستم می شود. اندرکنش سیال با سازه، تغییرات اساسی در پاسخ لرزهای سیستم خواهد گذاشت به گونه ای که مقادیر پاسخها در فرکانسهای پایینتر از 5/1 برابر فرکانس مد اول ارتعاش سرریز، افزایش یافته و در فرکانسهای بالاتر از آن، کاهش یافته است. همچنین وجود سیال در تماس با بدنه سازه باعث افزایشجرم موثر و کاهش فرکانسهای ارتعاشی سیستم می شود.
  • حمید شیرازی، محمدرضا اصفهانی صفحه 111
    یکی از مهمترین عوامل شکست اتصالات بتنی، ضعف برشی هسته به دلیل ترکهای قطری است که علاوه بر انهدام اتصال، کارایی ستون را نیز مختل کرده و از آنجا که ترمیم این ناحیه بسیار مشکل است، کارایی سازه نیز از بین می رود. در این پژوهش، رفتار اتصالات خارجی سازه های بتن آرمه با تغییر نوع و ناحیه خم میلگردهای طولی تیر، تغییر میلگردهای طولی و عرضی ستون و تغییر مقاومت بتن به صورت آزمایشگاهی و تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، تعداد 8 نمونه اتصال خارجی بتنی با مقیاس 2/1 ساخته شده و تحت اثر نیروی محوری ثابت در ستون و بارگذاری رفت و برگشتی در تیر، آزمایش شده اند. پارامترهای مورد بررسی در نتایج آزمایشگاهی شامل حلقه های هیستریزیس، الگوی ترک خوردگی و مکانیزم شکست اتصال اند. بررسی تحلیلی با استفاده از نرم افزار ABAQUS و به کمک نتایج آزمایشگاهی و نیز تحقیقات پیشین انجام شده است. بر اساس بررسی و مقایسه های انجام شده، ظرفیتهای به دست آمده از روش تحلیلی انطباق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. نتایج تحقیق نشان می دهد که افزایش مقاومت بتن علاوه بر افزایش ظرفیت باربری ممکن است موجب تغییر مکانیزم شکست اتصال از مود برشی در هسته به مود خمشی در تیر شود. همچنین می توان با تغییر مناسب ناحیه خم میلگردهای طولی تیر و درصد میلگردهای طولی و عرضی ستون در محل هسته اتصال، ظرفیت باربری، انرژی جذب شده و تغییر شکل اتصال تا زمان شکست را افزایش داد.
|
  • A.S. Badie Emami Page 1
    Multigrid methods, such as the Algebraic MultiGrid methods (AMG), are among the most efficient methods for solving discrete linear equations resulting from elliptic PDEs. In this paper, some classic AMG techniques are used for solving a typical two dimensional diffusion equation. The present work focuses on different coarsening techniques such as the standard and aggressive coarsening based on the RS algorithm. Results indicate that the standard coarsening technique together with direct interpolation minimizes the CPU-time and the computational work. Regarding the memory requirement, using a variant of aggressive coarsening with direct interpolation minimizes the size of memory usage. In addition, the setup phase time (coarsening process) is minimum in this technique. Nevertheless, the increase in convergence factor results in higher overall time for the solution phase. Analysis of the aspect ratio of the computational cells shows that the convergence rate is affected little by this parameter. However, the coarsening process work and the total CPU-time are slightly increased when cells with high aspect ratios are used for the numerical simulations. Overall, the standard-coarsening method with direct interpolation is found to be appropriate for two-dimensional diffusion problems.
    Keywords: Algebraic multigrid, AMG, Coarsening, Diffusion, Strong negative coupling, Smoothing
  • R. Jamshidi Chenari, A. Karimian Page 21
    Undrained shear strength is the main parameter in most problems concerned with short-term stability or total stress analysis states (TSA). Mechanism of soil deposit formation leads to inherent variability in soil strength and stiffness parameters.Inherent variability as the primary source of uncertainty in geotechnical problems consists of deterministic and stochastic components. In this paper, a generic deterministic trend is proposed by utilizing a good amount of well-documented in-situ test data. The new concept of transformation depth was introduced as the depth where it changes from a decreasing trend to an increasing one. Random field theory and local average subdivision (LAS) technique was employed in order to produce realization of undrained shear strength. Undrained shear strength was assumed to inherit a deterministic trend in vertical direction while preserving its stochastic behavior in horizontal direction.
    Keywords: Undrained Shear Strength, Inherent Variability, Uncertainty, Transformation Depth, Random Field Theory, Local Average Subdivision (LAS) Technique
  • M. Molaei Saidi, B. Firoozabadi Page 45
    Owning to important role of the cardiovascular system in the human body and increase of cardiovascular diseases day by day, in this study we try to simulate a system of arteries by using one dimensional numerical modeling. For the first time in the one dimensional simulation, we use the finite volume method for discretization of Navier-Stocks equations coupled with the state equation. In order to develop the outflow boundary condition, we use a kind of lumped model called arteriole structure tree.Results of this study are verified by results of another one dimensional modeling, i.e., the characteristic method, showing that finite volume method is able to demonstrate characteristics of blood flow in arteries. Normal pressure and flow profiles in main systemic arteries are determined, and it is found that the pressure profile becomes steeper with distance from the heart, which is in agreement with physiological patterns. Furthermore, we show that when elasticity of arteries is increased in arterioscleroses disease, systolic pressure increases, yet diastolic pressure decreases. Finally, according to available results it is clear that the finite volume method is useful to simulate the cardiovascular system numerically and one dimensionally.
    Keywords: Cardiovascular system, one dimensional modeling, finite volume, pressure wave, blood flow
  • S. Hatami, A. Rahmani Page 57
    Light steel framing can be a good alternative to the traditional construction systems in Iran because of special benefits such as possibility of industrial manufacture, pre-fabrication and being a lightweight system. Shear wall panels composed of cold formed steel frame and sheathing materials are one of the most common lateral bracing systems in these structures. Because of lightness and low lateral forces of the earthquake, the sheathings generally are made of wooden materials.In this study, lateral strength and displacement of the shear wall panels were determined using a finite element model. The panels were modeled using ANSYS software and a nonlinear push-over analysis was carried out. By comparing the numerical results of the present study with those of different experimental works done by other researchers, the finite element model was verified.Then a parametric study was performed to determine the effect of frame, sheathing and connections characteristics on the lateral behavior of shear wall panels.
    Keywords: shear wall panel, light steel framing (LSF), cold, formed steel, lateral strength, lateral displacement, finite element model, push, over analysis
  • Y. Hosseinzadeh, M. A. Lotfollahi Yaghin, M. R. Farajpour Page 75
    In this paper, the effect of stiffeners on static behavior of semi rigid beam to column bolted connections in steel frames was investigated. Also, finite element models of semi rigid stiffened bolted connections were made and compared with experimental results. In the analytical models, the material and end plate-column flange contact nonlinearities and geometrical discontinuities were taken into account. The results of parametric analyses by using ABAQUS were presented and the effect of various parameters on tension force distribution in bolt row, rotational stiffness and flexural durability were investigated. Due to the effects on flexural durability, rotational stiffness and connection behavior, it is necessary to consider the effects of panel zone and end plate stiffeners in design method.
    Keywords: end, plate connection, finite element analysis, tension stress distribution, steel frame, moment rotation curve, contact problem
  • A. Sanaeiha, B. Omidvar, M. Rahimian Page 91
    Experience of the past earthquakes indicates that topographic magnification and surroundings of structure contribute to the destruction of structures after the earthquake. In this article, the dynamic interaction formulation of structures is presented. The method is based on the boundary element method in frequency domain. In order to assess the accuracy and efficiency of the proposed formulations for the dynamic interaction of structures, several problems are considered. Also, the structural analysis of morning glory spillway of Barzu dam located in Shirvan was investigated. For this purpose, every domain placed around the structure was modeled and analyzed separately, and then a model incorporating all the domains was presented.For realistic analysis, the problems were modeled and analyzed three-dimensionally. In this study, the effects of parameters such as shape irregularities, mechanical properties of materials (density, Poisson coefficient, shear modulus), stimulation frequency,incident wave type (P, SH, SV), azimuth and angle of incident wave on dynamic analysis of mentioned structure were considered.The results show that the foundation flexibility causes stiffness reduction and thus reduction of frequency vibrational modes of the system. The fluid-structure interaction brings about a high change in seismic response of the system in a way that the values of the displacements increase at frequencies lower than the 1.5 times of the first vibration mode and decrease at higher frequencies. The fluid in contact with structure increases the effective mass and reduces vibration frequencies of the system.
    Keywords: Dynamic interaction, Boundary element method, Morning glory spillways, Frequency domain
  • H. Shirazi, M. R. Esfahani Page 111
    Joint shear deficiency in concrete beam-column connections arising form diagonal cracks is one of the main causes of connection failure. This factor, apart from connection damage, results in column deterioration and degradation of structural performance. In this paper, an experimental and analytical investigation into the behavior of exterior concrete beam-column joints is carried out. The variables include the type and location of beam longitudinal bar anchorage in joint, longitudinal and transverse reinforcement of column at the joint region, and strength of concrete. In the experimental part, 8 semi-scale exterior beam-column joints are manufactured and subjected to a constant column axial load and beam quasi-static cyclic load. In the analytical part, ABAQUS software is used for modeling and analyzing the test specimens. Based on the results, both experimental and analytical joint capacities are in good agreement. Results show that increasing the concrete strength, in addition to increasing the load capacity, can change the failure mechanism of a connection from shear failure in joint to flexural failure in beam. Also, by making appropriate changes in reinforcement at the joint region, the load capacity, energy dissipation and ductility of connection can be increased
    Keywords: Exterior concrete beam, column joints, Finite elements, Cyclic load, Hysteresis diagram, Joint reinforcements