بررسی جریان در میراگر تلاطمی تنظیمی با استفاده از روش هیبریدی sph-fem

امروزه تمایل به ساخت ساختمان هایی بلندتر که از انعطاف پذیری بیشتر و میرایی کمتر برخوردار باشند، افزایش یافته است. انعطاف پذیری سازه ها سبب افزایش احتمال بروز شکست در آنها خواهد شد. میراگر تلاطمی تنظیمی (tsd) یکی از انواع روش ها برای کاهش ارتعاش سازه است. tsd مخزنی استوانه ای یا مکعب مستطیلی محتوی مقدار مشخصی مایع است که تلاطم سیال در آن و نیروی دینامیکی وارد بر جداره های مخزن موجب تولید نیرویی کنترلی در برابر نیروهای اعمالی به سازه می شود. در پایان نامه ی حاضر، tsd به کمک یک روش عددی بدون شبکه بندی تحت عنوان هیدرودینامیک ذرات هموار (sph) مدل سازی شده است. بررسی جریان در tsd مجهز به صفحات مشبک تحت بارگذاری هارمونیک و مقایسه نتایج با داده های آزمایشگاهی، از دیگر مسایلی است که در این پایان نامه به آن پرداخته شده است. پارامترهای مختلفی نظیر مقدار نیروی وارده از سیال به بدنه مخزن، ارتفاع موج و تعیین پروفیل جریان درون مخزن تحت دامنه ها و فرکانس های مختلف ارتعاشی تعیین شده است. طول مخازن مورد مطالعه بین 5/0 تا 5/1 متر و عمق آب درون آنها بین 10 تا 320 میلی متر تغییر می کند.با توجه به توانایی های روش عددی sph در شبیه سازی جریان سطح آزاد همراه با تغییرشکل های بزرگ، مسایل مختلفی مرتبط با تحلیل جریان در tsd حل گردید. محدوده دامنه ارتعاشی مورد مطالعه بین 5/0 تا 1000 میلی متر است که نسبت به مطالعات پیشین بسیار بزرگتر می باشد. پاسخ سازه های یک و چند درجه آزادی مجهز به tsd با استفاده از مدلی هیبریدی متشکل از دو روش عددی sph و اجزاء محدود (fem)، بررسی شده است. مدل مذکور برای ارزیابی پاسخ دینامیکی سازه های مورد مطالعه تحت بارگذاری های زلزله در طیف وسیع فرکانسی استفاده گردید. دو سازه چند درجه آزادی با رفتار خطی تحت 3 زلزله قرار گرفتند. این سازه ها به tsd مجهز بوده و خصوصیات آنها برای نسبت های مختلف فرکانسی و جرمی بررسی شد. صحت سنجی روش sph بوسیله 4 مثال انجام شد. در این مثال ها مخزن tsd تحت بارگذاری های هارمونیک قرار داده شد. تطابق قابل قبولی میان نتایج sph و نتایج آزمایشگاهی مشاهده گردید که این مسأله به معنای توانایی sph در شبیه سازی tsd است. همچنین با مقایسه نتایج آزمایشگاهی و مدل هیبریدی قابلیت مدل مذکور در تعیین پاسخ سازه ای یک درجه آزادی تحت بارگذاری تصادفی اثبات گردید. پس از صحت سنجی، مخزنن tsd با طول 500 میلی متر محتوی مقادیر مختلف عمق آب، تحت بارگذاری هایی با دامنه ارتعاشی 10 و 40 میلی متر بررسی شد. بر اساس نتایج حاصله، تشکیل امواج انتقالی سبب افزایش کارایی مخزن tsd خواهد شد. در این شرایط جرم سیال در طول مخزن جابه جا شده و امواج با عمق مناسب ایجاد می گردند. در بخش سازه ای نیز نشان داده شد که استفاده از tsd سبب کاهش پاسخ سازه های مورد مطالعه خواهد گردید هرچند که در بعضی موارد افزایش پاسخ سازه را در پی داشته است. کارایی tsd به نوع امواج تشکیل یافته و نیز خصوصیات ذاتی سازه بستگی دارد. نتایج حاکی از آن است که نسبت فرکانس 9/0 و نسبت جرمی 08/0، مقادیر بهینه برای سازه های مورد مطالعه می باشند.