İTÜDERGİSİ/d, Cilt 6, Sayı 1 (2007)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Üniform eksenel akım etkisindeki elastik yapıların dinamik analizi için bir sınır eleman metodu

Bahadır UĞURLU, Ahmet ERGİN

Özet


Akışkan taşıyan ya da eksenel bir akım içine daldırılmış elastik yapıların dinamik analizi için, lineer bir hidroelastik çözüm metodu sunulmuştur. Modal analiz tekniklerinden hareketle geliştirilen metod, bağımsız iki analize dayanmaktadır: (i) yapısal sönüm ve dış kuvvetlerin yokluğunda elastik yapının dinamik karakteristiklerinin belirlenmesi ve (ii) yapının akışkanla temastayken doğal modlarında hareket ettiği ve her bir modal formun, yapı ıslak yüzeyi üzerinde karşılık gelen bir basınç dağılımına neden olduğu varsayımları altında akışkan probleminin çözülerek, etkileşim kuvvetlerinin hesaplanması. Akışkan-yapı sisteminin davranışı, hidrodinamik kuvvetlerin, yapısal sönüm ve var olan diğer dış yüklerle birlikte genelleştirilmiş hareket denklemine etkitilmesiyle belirlenmektedir. Çözümün ilk aşaması ANSYS sonlu eleman yazılımıyla, ikinci aşama ise yapının elastik hareketlerinin akışkan ortamında neden olduğu pertürbasyonları tanımlayan potansiyel problemin, akışkan-yapı arayüzü üzerinde bir sınır integral denklemine dönüştürülmesiyle, sayısal olarak gerçekleştirilmektedir. Analizler sırasında, elastik yapının göreceli olarak yüksek frekanslarda titreştiği kabul edilerek, serbest yüzey dalgası etkileri ihmal edilmiş, ortaya çıkan serbest yüzey şartı ise imaj metodu kullanılarak doğrudan sağlanmıştır. Genelleştirilmiş eksu kütlesi, hidrodinamik sönüm ve hidrodinamik rijitlik formunda elde edilen etkileşim kuvvetleri, akışkan ortamının elastik yapı üzerindeki sırasıyla ve  Coriolis ve santrifüj etkilerini temsil etmektedir. Uçları basit bağlı silindirik bir kabuk üzerinde yapılan analizler, sunulan metodun güvenilirliğini ve etkinliğini ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler: Dinamik akışkan-yapı etkileşimi, hidroelastisite, dinamik stabilite, eksenel akım etkisindeki elastik sistemler, sınır eleman metodu.

 


Tam Metin: PDF