کاربرد تبدیل موجک در کاهش هزینه محاسباتی مسائل غیرخطی دینامیکی پیچیده؛ مانند شریان‌های حیاتی و سازه‌های مجهز به SMA

نویسندگان

1 گروه عمران، واحد شهرکرد، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرکرد، ایران

2 Department. University, City, Iran

doi
چکیده

هزینه محاسباتی در تحلیل دینامیکی سازه‌ها به‌ویژه زمانی که فضای مسئله یا رفتار مصالح پیچیده باشد، به طور تصاعدی افزایش می‌یابد. روش‌های کاهش نمونه‌برداری مبتنی بر تئوری موجکی به دلیل حفظ ویژگی‌های زمان - فرکانس رکورد زلزله و کاهش هزینه‌های محاسباتی، یکی از روش‌های مؤثر در این زمینه هستند. نتایج اولیه مقالات در سازه‌های خطی نشان داد که استفاده از تبدیل موجکی تا چهار مرحله تجزیه می‌تواند محاسبات را بیش از 90 درصد کاهش دهد و خطای کمتر از 6 درصد به همراه داشته باشد. در ادامه، این روش در سیستم‌های غیرخطی نیز مورد استفاده قرار گرفت، اما در برخی از زلزله‌ها خطا به بیش از 18 درصد رسید. دقت این روش به میزان زیادی وابسته به نوع مسئله‌ دینامیکی است. بنابراین پژوهشگران کاربرد این روش را در مسائل مختلفی مانند سیستم‌های غیرخطی، قاب‌های الاستوپلاستیک، مدل‌های پری‌داینامیک و تحلیل اندرکنش سازه و سیال بررسی کرده‌اند. در این مقاله ابتدا یک نگاه جامع به مسائل غیرخطی شده و در گام اول عملکرد روش موجک در 50000 سیستم تک درجه آزادی خطی و غیرخطی برای 50 رکورد زلزله‌ی حوزه دور و نزدیک مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در گام بعدی، دو مسئله مهندسی پرکاربرد، که تحلیل آن نیز باید حتما به صورت غیرخطی انجام شود، شامل تحلیل لوله‌های مدفون در خاک و سازه‌های مجهز به آلیاژهای حافظه‌دار مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از بررسی این دو مسئله، ارزیابی عملکرد روش موجک در مسائل با رفتار غیرخطی در شرایط مرزی و مسائل غیرخطی با رفتار مصالح چندبخشی است. نتایج نشان می‌دهد که روش موجک در این مسائل خطای کمتری از 8 درصد و کاهش هزینه‌ای بین 50 تا 75 درصد دارد.