(۱) (2 / 1)(ξ =opt 4(1µ + µ+(1 3 / 4)µ +µ كه در آنµ نسبت جرمـي TMD بـه سيـستم يـك درجـه آزاداست[۱۳]. درTLD ها قسمت عمده ميرايي داخلي مخزن ناشياز لزجت در لايههاي مرزي سيال و جدارهها و سطح آزاد سيال است كه بر اساس نظريه امـواج خطـي بـراي مخـزن مـستطيليبدون صفحات ميراكننده، از رابطه (۲) به دست مي آيد[۲].
433581-139462

ξTLD = 21h πνfww ⎛⎜⎝1+ hb ⎞⎟⎠ (۲)

در اين رابطه فوقνw لزجـت سـينماتيكي آب،h ارتفـاع آب،b عرض مخزن وfw فركانس نوسانات آب است. با توجه به رابطه(۲) ميرايي مخزن بدون صـفحات ميراكننـده ميـاني بـراي مخـزنمستطيلي معمو ﹰلا در حدود ۱۰% ميرايي بهينه مورد نياز است[۱۰].
تفاوت ميرايي موجود و ميرايـي مـورد نيـاز را مـي تـوان بـاافزايش لزجت سيال و يا كاهش ارتفاع آب جبران كرد ولـي درعمل چنين كاري امكانپذير نيـست چـون كـاهش بـيش از حـدعمق مخزن تنها با استفاده از تعداد زيـادي مخـزن بـراي تـأمينجرم مورد نيازTLD امكانپذير است و فضاي زيادي مورد نيـازخواهد بود ضمن اينكه خـصوصيات غيـر خطـي نوسـانات آبدرونTLD با كاهش نسبت ارتفـاع آب بـه طـول مخـزنLh ()افزايش مييابد و باعث ميشود شكست امـواج در تحريكهـا ي خفيفتري اتفاق بيفتد. مقدار لزجـت آب نيـز ثابـت اسـت و درصورت استفاده از سيال ديگري با لزجت بالا مخزن ذخيـره آبساختمان قابل استفاده نخواهد بود و علاوه بر تحميل هزينه هاي اضافي جرم سازه نيز افزايش مييابد. وجود شـبكههـاي سـيميمياني، شكل (۲)، در درون مخزن پاسـخ دينـاميكي آن را تغييـرميدهد.آزمايشات نشان داده است كه بـا وجـود ايـن شـبكههـارفتار سخت شدگي فنري در سيال همچنان وجود دارد [۲].
1406652-2736036

شکل ۲- نحوه قرارگيري شبکه سيمي مياني در داخل مخزن[۲]
البته بايد توجه كرد كه مودهاي ديگر نوسـانات آب غيـر ازمود اصلي در مقـادير فركانـسي چنـد برابـر كمتـر از فركـانس محاسباتي خود، تحريك مي شوند و ممكن است در محدودهاي نزديك به فركـانس مـود اول نيـز ايـن مودهـا بـه ميـزان قابـلملاحظهاي تحريك شده و بنابراين بـا افـزايش شـدت تحريـكمودهاي بالاتر نوسانات آب سهم بيشتري در امواج ايجـاد شـدهخواهند داشت[۱۰]. افـزايش ميرايـي ايجـاد شـده بـا صـفحاتميراكننده باعث كاهش شدت دامنه پاسخ نوساني آب ميشود وبـه عبـارتي رفتـار غيرخطـي نوسـانات آب و همچنـين اثـرات مودهاي بالاتر نوسان نيز كمتر ميشود.

۳- مدلسازي TLD به صورت TMD معادل
همانگونه كه اشاره شد با استفاده از ابزاري مانند شكل (۳) كه در آن تخته هاي نازكي به صورت افقي درون مخزن آب قرارداده شدهاند، ميتوان ميرايي دروني مخـزن (ξTLD ) را افـزايشداده و در تحريكـات شـديد از اغتـشاش و شكـست امـواج در مخزن جلوگيري كرد. اين صـفحات ميراكننـده را مـيتـوان بـهراحتـي درون مخـزن نـصب كـرده و بـا تغييـر فاصـله و ابعـاد تخته هاي نازك نسبت استهلاك مورد نظر را به دست آورد.

تيت و همكاران در سال ۲۰۰۴ مدلي پيشنهاد كردهاند كه درآن مدل نيز مبناي بـهدسـت آوردن خـصوصياتTMD معـادل،انرژي مستهلك شده درTLD واقعي است. در مدل مـذكور بـااستفاده از نتايج آزمايشات انجام شده بر روي سيستمهايTLD داراي شبكههاي ميراكننده مياني، شكل (۳)، و مساوي قرار دادنانرژي مستهلك شده در آن با انرژي قابل اسـتهلاك در سيـستمTMD، خــصوصيات مكــانيكيTMD معــادل بــه صــورتپارامترهاي وابسته به شدت تحريك بهدسـت مـيآيـد . صـحتشبيه سازي صورت گرفته در آزمايشات بعدي تيت و همكـارانمورد تائيد قرار گرفت[۱۱].
۴- روابط حاكم بر نوسانات
نتايج تحقيقات انجام شده نـشان مـيدهـد كـه در صـورتاستفاده از شبكههاي ميراكننده در درون مخزن همچنان فركانسطبيعي نوسانات مايع درون مخزن را ميتوان از رابطه (۳) كه براساس نظريه امواج خطي در مخازن مـستطيلي بـدون صـفحات

الف) مخزن مورد استفاده در آزمايشات

1309116-1287013

ب) جزييات شبکه چوبي ميراکننده انرژي شکل۳- مخزن مورد استفاده در آزمايشات تيت و همکاران[۱۰]
ميراكننده به دست آمده است، محاسبه كرد[۱۰].
299469-128299

fw = 21π ⎛⎜⎝ gLπ tanh(πLh)⎞⎟⎠ (۳)
علاوه بر فركانس نوسانات، پارامتر ديگري كـه پاسـخ سـازه راتحت تاثير قرار خواهد داد نسبت جـرم مـودي (µ) اسـت كـهنسبت جرمTMD معادل (mTLD ) به جرم مودi ام سازه بوده و براي سازه چند درجه آزادي از رابطه زير به دست مي آيد[۱۰].
{ }{ }φφ T mTLD
µ =

در این سایت فقط تکه هایی از این مطلب با شماره بندی انتهای صفحه درج می شود که ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد به داخل سایت کلمات به هم بریزد یا شکل ها درج نشود

شما می توانید تکه های دیگری از این مطلب را با جستجو در همین سایت بخوانید

ولی برای دانلود فایل اصلی با فرمت ورد حاوی تمامی قسمت ها با منابع کامل

اینجا کلیک کنید

m* (۴)
در رابطه (۴) *m جـرم مـودي تعمـيم يافتـه بـوده كـه از رابطـه
(۵- الف ) بهدست ميآيد وφ[] بردار نرمال مود مورد نظر اسـت.
mTLD بخشي از جرم آب است كه در نوسانات شركت ميكند وتقريبﹰا برابر جرم مود اول نوسانات آب ( 1m) است. جرم مودهايمختلف نوسـانات آب بـراي مخـزن مـستطيلي از رابطـه (۵- ب) بهدست ميآيد كه در آنmw جـرم كـل آب،L طـول مخـزن وh ارتفاع آب در حالت سكون است. همانگونه كه ذكـر شـد بخـشعمده جرم آب در مود اول نوسانات شركت ميكند كه با قرار دادن n=1 در رابطه (۵-ب) قابل محاسبه است [۱۰].
m* ={ }φ T [m]{ }φ (الف-۵)

(۵-ب) mn =

8tanh((2n 1) h / lπ3(2n 1) h / l−− 3 π ) mw در ساختمانهاي معمولي كـه تغييـرات زيـاد جـرم و سـختي درطبقات مختلف اتفاق نميافتد، (ساختمانهاي مـنظم) جـرم مـوداول عم ده جرم سازه را در بر مي گيرد و بنـابراين در مـورد ايـنساختمانها به جاي پارامترµ ميتوان از رابطه (۶) بـراي نـسبتجرم استفاده كرد كه در آن M جرم كل سازه است.
10820435253

m = mTLD
M (۶)
نوسانات آب درون مخزن عامل ايجـاد نيـروي برشـي در كـفمخزن(Fw ) است كه مقدار آن را ميتوان با استفاده از پتانـسيلجريان و شرايط مرزي خطي به صورت زير به دست آورد[۱۰]:
Fw =

ρg
× (kη2x 0= + 2tanh(kh)ηx 0= − ηk 2x l= + 2tanh(kh)ηx l= )

k
(۷)
در رابطه (۷) ρ چگالي آب، k عدد موج كه از فرمـول k =

Lπ بهدست ميآيد. η تراز سطح آب نسبت به حالت بدون نوسـانو x مختصات در راستاي طول مخزن است. در صورت اسـتفادهاز صفحات ميراكننده هرچند خصوصيات سينماتيكي رفتار سيالتغيير ميكند ولي در زمان وقوع تحريكات شـديدتر بـا كـاهشدامنه پاسخ نوسانات آب، امكان استفاده از فـرض خطـي بـودننوســانات آب را در محــدوده تحريكــات شــديدتري برقــرارميسازد، ضمن اينكه براي تحريكات خفيف با صرفنظر كردناز اثرات ميراكننده صفحات، ميزان برش پايه بهدست آمده برابـرنيروي برش محاسبه شده از رابطه فوق خواهد بود. از مطالعاتآزمايشگاهي صورت گرفته در موردTLD هاي داراي صـفحاتميرا كننده نتيجهگرفته شده است كه شكل عمومي نوسانات آبدر حالت مخزن بدون صفحات ميراكننـده و مخـزن داراي ايـنصفحات يكسان بوده و درصد مشاركت جرمي آب درون مخزن در نوسـانات هـر دو حالـت تقريبـﹰا برابـر اسـت. ولـي وجـود صفحات ميراكننـده ميـاني نيـروي بـرش پايـهTLD و نيـرويهيدرواستاتيكي بسيج شده در پاي ديوارههاي مخـزن را كـاهشمـي دهـد؛ زيـرا بـا افـزايش شـدت تحريـك، در مخـزن داراي صفحات ميراكننده به دليل ممانعت صـفحات از افـزايش شـيبسطح سيال، دامنه نوسانات آب نسبت به مخزن بدون صـفحاتميراكننده كاهش مييابد. اين كاهش به معني وجود ارتبـاط بـينميرايي اضافه شده به مخزن و شدت تحريك اعمال شده بـه آننيز هست. با انتگـرالگيـري از حاصلـضرب مقـدار بـرش پايـه(F) ،TLD در دامنه تحريك اعمال شده به مخزن(x)، مـيتـوانانرژي مستهلك شده در مخزن (Ew ) را به دست آورد.
Ew =∫TFdx (۸)

۵- تعيين مشخصات ميراگر جرمي(TMD) معادل
بـا يكـسان سـازي انـرژي مـستهلك شـده در TLD داراي صفحات ميراكننده وTMD تك درجه آزادي هم فركانس با آن،مشخــصات TMD معــادل بــراي نــسبت فركــانس و شــدتتحريكهاي مختلف بهدست ميآيد. انرژي مستهلك شده توسـط TMD معادل باTLD داراي فركانس fTLD ، از رابطه (۹) قابـلمحاسبه است[۱۱] :
Ed = mTLD (2πf )2 A2πHz/x (f)β2 sin(θz/x(f)) (۹) Hz/x (f) =

(
)
(
)
2
2
2
1
1
2
−β
+
ξβ

(

)

(

)

2


پاسخ دهید