بررسی اثر بار متحرک روی تونل های غوطه ور با استفاده از روش جرم افزوده

مفهوم تونل های غوطه ور، ایده های جذاب برای عبور از مسیر دریاچه ها می باشد. تحلیل سازه ای این گونه از پل ها، شامل نیروی شناوری روی جسم تونل و نیروی کششی مهارهای متصل به آن می باشد این مطالعه، اثر غوطه وری را روی پاسخ دینامیکی تونل های غوطه ور ناشی از بار متحرک بررسی می کند اثر اینرسی سیال روی سازه غوطه ور با ارزیابی تابع پتانسیل و جرم افزوده با روش تحلیل، بدست آورده شده است و اثر تراکم پذیری سیال روی جرم افزوده نیز در نظر گرفته شد. سپس اثر سرعت بار متحرک روی فاکتور تقویت دینامیکی برای تغییر مکان وسط دهانه بررسی شد. نتایج نشان داد که در حالی که اثر اینرسی سیال سرعت بحرانی را کاهش می دهد. نزدیکی فاصله مهارها وسیله ای برای افزایش این سرعت را فراهم می کند و می تواند برای کنترل اثر بار متحرک استفاده شود. اگرچه افزایش سختی مهارها، سرعت بحرانی را افزایش می دهد در همین زمان آن منجر به افزایش ضریب تاثیر می شود هم چنین مشاهده شد که برای تونل های با طول زیاد توزیع مودهای بالاتر بیش تر و مهم تر می گردد. هم چنین در این مطالعه، پاسخ سازه غوطه ور تحت اثر بار هارمونیک ناشی از بار امواج سطحی بررسی شده است که برای غلبه بر نیروی شناوری از مهاربند هایی به صورت فنر گسترده، در طول تونل استفاده می شود سپس با به کارگیری روش های انرژی معادله حاکم بر سازه بدست می آید. اثر سیال بر روی سازه به صورت جرم افزوده به جرم سازه اضافه می شود. در انتها اثر تغییر در فرکانس با هارمونیک روی پاسخ تونل مورد بررسی قرار گرفته و با توجه به فرکانس های بارهای ناشی از امواج سطحی، در مواردی که طول تونل زیاد است انطباق فرکانس های طبیعی سیستم و بارهای اعمالی منجر به تغییر مکان بزرگ در پاسخ سازه می گردد. ارتعاش ورق های دایروی در تماس با سیال، کاربرد بسیاری در صنعت دارد. این مطالعه، جرم افزوده و فرکانس های ارتعاش آزاد سیستم درگیر شامل ورق دایروی در تماس با سیال محدود شده تراکم ناپذیر را بدست می آورد. با در نظر گرفتن نوسانات کوچک ایجاد شده توسط ارتعاش ورق در سیال تراکم ناپذیر و غیرویسکوز، تابع پتانسیل سرعت برای تشریح حرکت سیال استفاده می شود. جهت استخراج معادلات، از تیوری ورق نازک کرشهاف استفاده می شود. دو رویکرد برای بدست آوردن فرکانس های ارتعاش آزاد به کار برده شد که شامل یک حل تحلیلی با استفاده از سری های فوریه-بسل و فرمولاسیون حساب تغییرات به طور همزمان روی ورق و سیال می شود. ارتباط قوی ای بین فرکانس های ارتعاش آزاد دو روش پیدا شد. سرانجام اثر عمیق سیال روی جرم افزوده و فرکانس های ارتعاش آزاد سیستم درگیر بررسی شد.