(۱) (2 / 1)(ξ =opt 4(1µ + µ+(1 3 / 4)µ +µ که در آنµ نسبت جرمـی TMD بـه سیـستم یـک درجـه آزاداست[۱۳]. درTLD ها قسمت عمده میرایی داخلی مخزن ناشیاز لزجت در لایههای مرزی سیال و جدارهها و سطح آزاد سیال است که بر اساس نظریه امـواج خطـی بـرای مخـزن مـستطیلیبدون صفحات میراکننده، از رابطه (۲) به دست می آید[۲].
433581-139462

ξTLD = 21h πνfww ⎛⎜⎝1+ hb ⎞⎟⎠ (۲)

در این رابطه فوقνw لزجـت سـینماتیکی آب،h ارتفـاع آب،b عرض مخزن وfw فرکانس نوسانات آب است. با توجه به رابطه(۲) میرایی مخزن بدون صـفحات میراکننـده میـانی بـرای مخـزنمستطیلی معمو ﹰلا در حدود ۱۰% میرایی بهینه مورد نیاز است[۱۰].
تفاوت میرایی موجود و میرایـی مـورد نیـاز را مـی تـوان بـاافزایش لزجت سیال و یا کاهش ارتفاع آب جبران کرد ولـی درعمل چنین کاری امکانپذیر نیـست چـون کـاهش بـیش از حـدعمق مخزن تنها با استفاده از تعداد زیـادی مخـزن بـرای تـأمینجرم مورد نیازTLD امکانپذیر است و فضای زیادی مورد نیـازخواهد بود ضمن اینکه خـصوصیات غیـر خطـی نوسـانات آبدرونTLD با کاهش نسبت ارتفـاع آب بـه طـول مخـزنLh ()افزایش مییابد و باعث میشود شکست امـواج در تحریکهـا ی خفیفتری اتفاق بیفتد. مقدار لزجـت آب نیـز ثابـت اسـت و درصورت استفاده از سیال دیگری با لزجت بالا مخزن ذخیـره آبساختمان قابل استفاده نخواهد بود و علاوه بر تحمیل هزینه های اضافی جرم سازه نیز افزایش مییابد. وجود شـبکههـای سـیمیمیانی، شکل (۲)، در درون مخزن پاسـخ دینـامیکی آن را تغییـرمیدهد.آزمایشات نشان داده است که بـا وجـود ایـن شـبکههـارفتار سخت شدگی فنری در سیال همچنان وجود دارد [۲].
1406652-2736036

شکل ۲- نحوه قرارگیری شبکه سیمی میانی در داخل مخزن[۲]
البته باید توجه کرد که مودهای دیگر نوسـانات آب غیـر ازمود اصلی در مقـادیر فرکانـسی چنـد برابـر کمتـر از فرکـانس محاسباتی خود، تحریک می شوند و ممکن است در محدودهای نزدیک به فرکـانس مـود اول نیـز ایـن مودهـا بـه میـزان قابـلملاحظهای تحریک شده و بنابراین بـا افـزایش شـدت تحریـکمودهای بالاتر نوسانات آب سهم بیشتری در امواج ایجـاد شـدهخواهند داشت[۱۰]. افـزایش میرایـی ایجـاد شـده بـا صـفحاتمیراکننده باعث کاهش شدت دامنه پاسخ نوسانی آب میشود وبـه عبـارتی رفتـار غیرخطـی نوسـانات آب و همچنـین اثـرات مودهای بالاتر نوسان نیز کمتر میشود.

۳- مدلسازی TLD به صورت TMD معادل
همانگونه که اشاره شد با استفاده از ابزاری مانند شکل (۳) که در آن تخته های نازکی به صورت افقی درون مخزن آب قرارداده شدهاند، میتوان میرایی درونی مخـزن (ξTLD ) را افـزایشداده و در تحریکـات شـدید از اغتـشاش و شکـست امـواج در مخزن جلوگیری کرد. این صـفحات میراکننـده را مـیتـوان بـهراحتـی درون مخـزن نـصب کـرده و بـا تغییـر فاصـله و ابعـاد تخته های نازک نسبت استهلاک مورد نظر را به دست آورد.

تیت و همکاران در سال ۲۰۰۴ مدلی پیشنهاد کردهاند که درآن مدل نیز مبنای بـهدسـت آوردن خـصوصیاتTMD معـادل،انرژی مستهلک شده درTLD واقعی است. در مدل مـذکور بـااستفاده از نتایج آزمایشات انجام شده بر روی سیستمهایTLD دارای شبکههای میراکننده میانی، شکل (۳)، و مساوی قرار دادنانرژی مستهلک شده در آن با انرژی قابل اسـتهلاک در سیـستمTMD، خــصوصیات مکــانیکیTMD معــادل بــه صــورتپارامترهای وابسته به شدت تحریک بهدسـت مـیآیـد . صـحتشبیه سازی صورت گرفته در آزمایشات بعدی تیت و همکـارانمورد تائید قرار گرفت[۱۱].
۴- روابط حاکم بر نوسانات
نتایج تحقیقات انجام شده نـشان مـیدهـد کـه در صـورتاستفاده از شبکههای میراکننده در درون مخزن همچنان فرکانسطبیعی نوسانات مایع درون مخزن را میتوان از رابطه (۳) که براساس نظریه امواج خطی در مخازن مـستطیلی بـدون صـفحات

الف) مخزن مورد استفاده در آزمایشات

1309116-1287013

ب) جزییات شبکه چوبی میراکننده انرژی شکل۳- مخزن مورد استفاده در آزمایشات تیت و همکاران[۱۰]
میراکننده به دست آمده است، محاسبه کرد[۱۰].
299469-128299

fw = 21π ⎛⎜⎝ gLπ tanh(πLh)⎞⎟⎠ (۳)
علاوه بر فرکانس نوسانات، پارامتر دیگری کـه پاسـخ سـازه راتحت تاثیر قرار خواهد داد نسبت جـرم مـودی (µ) اسـت کـهنسبت جرمTMD معادل (mTLD ) به جرم مودi ام سازه بوده و برای سازه چند درجه آزادی از رابطه زیر به دست می آید[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 مـودی تعمـیم یافتـه بـوده کـه از رابطـه
(۵- الف ) بهدست میآید وφ[] بردار نرمال مود مورد نظر اسـت.
mTLD بخشی از جرم آب است که در نوسانات شرکت میکند وتقریبﹰا برابر جرم مود اول نوسانات آب ( 1m) است. جرم مودهایمختلف نوسـانات آب بـرای مخـزن مـستطیلی از رابطـه (۵- ب) بهدست میآید که در آنmw جـرم کـل آب،L طـول مخـزن وh ارتفاع آب در حالت سکون است. همانگونه که ذکـر شـد بخـشعمده جرم آب در مود اول نوسانات شرکت میکند که 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 ساختمانهای معمولی کـه تغییـرات زیـاد جـرم و سـختی درطبقات مختلف اتفاق نمیافتد، (ساختمانهای مـنظم) جـرم مـوداول عم ده جرم سازه را در بر می گیرد و بنـابراین در مـورد ایـنساختمانها به جای پارامترµ میتوان از رابطه (۶) بـرای نـسبتجرم استفاده کرد که در آن M جرم کل سازه است.
10820435253

m = mTLD
M (۶)
نوسانات آب درون مخزن عامل ایجـاد نیـروی برشـی در کـفمخزن(Fw ) است که مقدار آن را میتوان با استفاده از پتانـسیلجریان و شرایط مرزی خطی به صورت زیر 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 چگالی آب، k عدد موج که از فرمـول k =

Lπ بهدست میآید. η تراز سطح آب نسبت به حالت بدون نوسـانو x مختصات در راستای طول مخزن است. در صورت اسـتفادهاز صفحات میراکننده هرچند خصوصیات سینماتیکی رفتار سیالتغییر میکند ولی در زمان وقوع تحریکات شـدیدتر بـا کـاهشدامنه پاسخ نوسانات آب، امکان استفاده از فـرض خطـی بـودننوســانات آب را در محــدوده تحریکــات شــدیدتری برقــرارمیسازد، ضمن اینکه برای تحریکات خفیف با صرفنظر کردناز اثرات میراکننده صفحات، میزان برش پایه بهدست آمده برابـرنیروی برش محاسبه شده از رابطه فوق خواهد بود. از مطالعاتآزمایشگاهی صورت گرفته در موردTLD های دارای صـفحاتمیرا کننده نتیجهگرفته شده است که شکل عمومی نوسانات آبدر حالت مخزن بدون صفحات میراکننـده و مخـزن دارای ایـنصفحات یکسان بوده و درصد مشارکت جرمی آب درون مخزن در نوسـانات هـر دو حالـت تقریبـﹰا برابـر اسـت. ولـی وجـود صفحات میراکننـده میـانی نیـروی بـرش پایـهTLD و نیـرویهیدرواستاتیکی بسیج شده در پای دیوارههای مخـزن را کـاهشمـی دهـد؛ زیـرا بـا افـزایش شـدت تحریـک، در مخـزن دارای صفحات میراکننده به دلیل ممانعت صـفحات از افـزایش شـیبسطح سیال، دامنه نوسانات آب نسبت به مخزن بدون صـفحاتمیراکننده کاهش مییابد. این کاهش به معنی وجود ارتبـاط بـینمیرایی اضافه شده به مخزن و شدت تحریک اعمال شده بـه آننیز هست. با انتگـرالگیـری از حاصلـضرب مقـدار بـرش پایـه(F) ،TLD در دامنه تحریک اعمال شده به مخزن(x)، مـیتـوانانرژی مستهلک شده در مخزن (Ew ) را به دست آورد.
Ew =∫TFdx (۸)

۵- تعیین مشخصات میراگر جرمی(TMD) معادل
بـا یکـسان سـازی انـرژی مـستهلک شـده در TLD دارای صفحات میراکننده وTMD تک درجه آزادی هم فرکانس با آن،مشخــصات TMD معــادل بــرای نــسبت فرکــانس و شــدتتحریکهای مختلف بهدست میآید. انرژی مستهلک شده توسـط TMD معادل باTLD دارای فرکانس 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


دیدگاهتان را بنویسید