تحلیل مخزن مدفون در خاک و حاوی سیال آب تحت بار زلزله
در این پروژه یک مخزن مکعبی شکل که حاوی سیال آب بوده تحت شتاب زلزله مورد تحلیل قرار گرفته است. مخزن در داخل خاک مدفون بوده که خاک به کمک مدل دراکر پراگر Drucker Prager مدل سازی گردیده است. به اطراف خاک شرط مرزی بینهایت از طریق المانهای بینهایت و اعمال تغییراتی در کدهای آباکوس اعمال گردیده است.
به طور کلی چهار روش جهت اعمال اندرکنش سیال – سازه به روش اجزاء محدود وجود دارد:
- روش کوپل حل CFD و روش سازهای
- روش اولرین – لاگرانژین
- روش SPH
- روش آکوستیکی
در تحقیق حاضر جهت مدلسازی اندرکنش سیال – سازه از روش آکوستیکی استفاده شده است. برای در نظر گیری اندرکنش سیال – سازه، نرم افزار آباکوس راه حلی کلی و خاص را در نظر میگیرد. برای تعریف این نوع اندرکنشها در نرم افزار آباکوس بایستی سطوحی از سیال و سازه را که با هم اندرکنش دارند به هم گره زد یا اصطلاحا Tie کرد. Tie یک نوع قید مخصوص در نرم افزار آباکوس میباشد. هنگامیکه دو سطح به هم Tie میشوند، یک سطح، اصلی (Master) و سطح دیگر، پیرو (Slave) نامگذاری میشود. گرههای سطح پیرو به سطح اصلی گره زده میشود. حال اگر سطح اصلی، سطح یک جامد مانند مخزن و سطح پیرو، سطح یک آکوستیک مانند آب باشد، در این صورت با Tie کردن این دو سطح به یکدیگر نرم افزار اندرکنش سازه – سیال را در نظر میگیرد.
به همین منظور برای سیال (آب) با استفاده از ماژول Propertyنرم افزار آباکوس ویژگیهای محیط آکوستیکی را که با استفاده از مدول بالک بیان میگردد، اختصاص میدهیم. در حالت کلی شرایط تکیه گاهی در کف مخزن به صورت صلب تعریف میگردد، ولی با توجه به اینکه نوع تحلیل، از نوع دینامیکی خطی میباشد و لازم است که رکورد زلزله از کف مخزن به سازه اعمال گردد، به همین منظور شرایط کاملا گیرداری به کف اعمال نمیشود و درجهی آزادی کف مخزن در راستای اعمال رکورد زلزله بصورت آزاد بوده و در بقیهی جهت ها مقید میشود.
اتلاف انرژی در سازهها حتی در محدودهی خطی ارتعاشات ناشی از پدیدههای پیچیدهی مختلفی میباشد. از آنجا که توصیف ریاضیاتی هر کدام از این منابع اتلاف انرژی امکان پذیر نمیباشد معمول است که میرایی با استفاده از نسبتهای میرایی در مودهای ارتعاشی طبیعی تعریف شود.
میرایی در مصالح از عوامل اتلاف انرژی و بستگی به پارامترهای متنوعی دارد. روشهای مختلفی جهت تخمین و در نظرگیری تقریبی میرایی در روشهای انتگرال گیری مستقیم وجود دارد که از معروفترین آنها روش رایلی ( یا میرایی رایلی ) میباشد.
جهت حل مسئله از روش دینامیکی Implicit و حل عددی نیوتن استفاده گردیده است. شتاب زلزله صفحه پایین خاک اعمال گردیده است و تاثیر آن بر روی مخزن و فشارهای ایجاد شده در سیال آب بررسی شده است.
نمونه کوتاهی از فیلم آموزشی
Brief record of this Training Film
محسن احمدزاده –
✔