تعیین مشخصات دینامیکی پی جهت تحلیل دینامیکی اندرکنش خاک-سازه با ... |
![]() |
کوآدرچر اسمی است که برای انتگرال عددی استفاده می شود. در ریاضیات حالتهای مختلفی از کوآدرچر بسته به حدود انتگرال گیری مد نظر، وجود دارد. که هر کدام به صورت عملگر بر تابع عمل کرده و مقدار تابع را در نقاط مشخص یا نقاط نمونه برداری حساب کرده و مقدار بدست آمده را در ضرایب وزنی مناسب مربوط به هر نقطه نمونه برداری ضرب می کند. در نهایت حاصل تابع در نقاط نمونه برداری با هم جمع می شود. به عنوان مثال وقتی که کوآدرچر به ماتریس سختی اعمال شود، هر کدام از درایههای مختلف ماتریس سختی ، در به عنوان تابعی هستند که باید در طول، سطح یا حجم المان انتگرال گیری شوند. تکنیک انتگرال گیری کوآدرچر در حالت یک، دو و سه بعدی، تعریف می شود. که بنا به حوزه تعریف مسئله از حالت مناسب استفاده می شود. در این فصل درباره المان صفحهای صحبت کردیم، در نتیجه انتگرال عددی در حوزه فضای دو بعدی تعریف می شود. به همین منظور این تکنیک انتگرال گیری را فقط در حالت دو بعدی بررسی میکنیم.
قاعده چند بعدی گائوس، حاصل ضرب گائوسین نامیده می شود و با اعمال پی در پی قاعده گائوس یک بعدی بدست می آید. در حالت دو بعدی تابع را در نظر بگیرید. انتگرال گیری اول نسبت به و بعد نسبت به انجام می شود. این مطلب در رابطه زیر قابل ملاحظه است.
(۳-۴۰)
در این بخش فقط راجع به گائوس کوآدرچر صحبت شد. قاعده کوآدرچر اغلب برای ساختن ماتریسهای المان بکار میرود. همان طور که اشاره شد این روش نقاط نمونه گیری را تعیین کرده و ضریب وزنی مخصوصی به هر کدام از نقاط اختصاص میدهد. این کار به منظور حداقل کردن خطای انتگرال گیری، وقتی که انتگرال روی چند جملهای اعمال می شود، انجام می شود. بنابراین روش گائوس کوآدرچر به منظور دقت معین، از نقاط نمونه گیری کمتری نسبت به قاعدههای دیگر کوآدرچر استفاده می کند.
در انتگرال گیری چند جملهایها به روش گائوس کوآدرچر باید یک قانون کلی را در انتخاب مرتبه این قاعده در نظر داشت. حاصل انتگرال چند جملهای از درجه با گائوس کوآدرچر نقطهای، جواب دقیقی میدهد. استفاده از نقاط بیشتر تفاوتی در حاصل انتگرال ایجاد نمیکند. در المانهای هشت گرهی، توابع شکل درجه دو بکار رفته است ، پس میتوان از گائوس کوآدرچر ، نقطهای استفاده کرد.
در جدول زیر، نقاط نمونه گیری و ضرایب نظیرشان برای گائوس کوآدرچر در بازه منفی یک تا یک ارائه شده است.
جدول ۳-۱ محل نقاط نمونه گیری و ضرایب وزنی برای گائوس کوآدرچر در بازه تا .
ضریب وزنی | محل نقطه نمونه گیری | درجه صحت ) |
درجه چند جملهای |
در شکل ۳-۴ محل قرار گیری نقاط نمونه گیری تابع دو بعدی برای قاعده گائوس در حالات مرتبه دو (چهار نقطه) و مرتبه سه (سه نقطه)، نشان داده شده است.
شکل ۳-۴ محل قرار گیری نقاط نمونه گیری برای تابع دو بعدی در حالات مرتبه دو و مرتبه سه
(Cook, 2007)
تا به اینجا فرمول بندی روش المان محدود ارائه شد، در بخش بعدی فرمول بندی روش المان نامحدود ارائه می شود.
۳-۵ روش المان نامحدود
همانطور که قبلاً نیز اشاره شد تعریف ماتریس سختی و ماتریس جرم در روش المان نامحدود کاملاً مطابق با روش المان نامحدود است. در واقع روش المان نامحدود تکامل روش المان محدود برای مسائل شامل حیطه بینهایت است. تنها تفاوتی که بین این دو روش وجود دارد در توابع شکل بکار رفته و تکنیک انتگرال عددی بکار رفته است.
محققانی که در دو دهه اخیر به بررسی رفتار خاک با بهره گرفتن از ترکیب روشهای المان محدود و المان نامحدود با تابع زوال نمایی، جهت بررسی انتشار امواج در خاک پرداختهاند :
(Zhang & Zhao, 1987; Yang, et al., 1996; Yerli, et al., 1998)
فرم در حال بارگذاری ...
[سه شنبه 1400-08-04] [ 11:01:00 ب.ظ ]
|