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Journal of engineering mechanics / Sackman, Jerome L. . Vol.131, N°10Journal of Engineering MechanicsMention de date : Octobre 2005 Paru le : 15/11/2005 |
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Ajouter le résultat dans votre panierEuler Critical Force Calculating for Laced Columns / Razdolsky, Alexander G. in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 997-1003 p.
Titre : Euler Critical Force Calculating for Laced Columns Titre original : Force Critique d'Euler Calculant pour les Colonnes Lacées Type de document : texte imprimé Auteurs : Razdolsky, Alexander G., Auteur Article en page(s) : 997-1003 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Buckling Composite columns Lattice Boundary values Boucle Colonnes composées Treillis Limite de valeurs Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : The Paper presents a method of solving the buckling problem of laced column as a statically indeterminate structure without analyzing determinants of high order. The Flexural and torsional buckling problems of laced column are reduced to the two-point boundary value problem for a difference equation system. The Value of Euler critical load is determined as a result of analyzing the fourth order determinant for column with any degree of static indeterminacy. The Solution is based on the method of initial values. Stability of columns with any types of lattice (crosswise, serpentine, with batten struts); with any number lattice panels and with variable lattice spacing can be examined by this manner. The Analogy between the flexural and torsional buckling of the laced column is established. It enables one to use the same relations for consideration of both kinds of buckling. The Obtained numerical results show that the Euler critical loads calculated by this method can be substantially differed from those based on the approximated Engesser's approach. A PC program for checking stability of laced column by designer can be developed on the basis of the present method.
Le papier présente une méthode de résoudre le problème de boucle de la colonne lacée comme structure statiquement indéterminée sans analyser des causes déterminantes d'ordre supérieur. Le Flexural et les problèmes de boucle de torsion de la colonne lacée sont réduits au problème de valeur de deux-point pour un système d'équation de différence. La valeur de la charge critique d'Euler est déterminée en raison d'analyser la quatrième cause déterminante d'ordre pour la colonne avec n'importe quel degré d'indeterminacy statique. La solution est basée sur la méthode de valeurs initiales. Stabilité des colonnes avec tous types de trellis (en travers, serpentine, avec des contrefiches de latte) ; avec tous les panneaux de trellis de nombre et avec l'espacement variable de trellis peut être examiné par cette façon. L'analogie entre la boucle flexural et de torsion de la colonne lacée est établie. Elle permet d'employer les mêmes relations pour la considération des deux genres de boucle. Les résultats numériques obtenus prouvent que les charges critiques d'Euler calculées par cette méthode peuvent être sensiblement différées de ceux basés sur l'approche de l'Engesser rapproché. Un programme de PC pour vérifier la stabilité de la colonne lacée par le concepteur peut être développé sur la base de la méthode actuelle.
En ligne : razdols@hotmail.com [article] Euler Critical Force Calculating for Laced Columns = Force Critique d'Euler Calculant pour les Colonnes Lacées [texte imprimé] / Razdolsky, Alexander G., Auteur . - 997-1003 p.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 997-1003 p.
Mots-clés : Buckling Composite columns Lattice Boundary values Boucle Colonnes composées Treillis Limite de valeurs Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : The Paper presents a method of solving the buckling problem of laced column as a statically indeterminate structure without analyzing determinants of high order. The Flexural and torsional buckling problems of laced column are reduced to the two-point boundary value problem for a difference equation system. The Value of Euler critical load is determined as a result of analyzing the fourth order determinant for column with any degree of static indeterminacy. The Solution is based on the method of initial values. Stability of columns with any types of lattice (crosswise, serpentine, with batten struts); with any number lattice panels and with variable lattice spacing can be examined by this manner. The Analogy between the flexural and torsional buckling of the laced column is established. It enables one to use the same relations for consideration of both kinds of buckling. The Obtained numerical results show that the Euler critical loads calculated by this method can be substantially differed from those based on the approximated Engesser's approach. A PC program for checking stability of laced column by designer can be developed on the basis of the present method.
Le papier présente une méthode de résoudre le problème de boucle de la colonne lacée comme structure statiquement indéterminée sans analyser des causes déterminantes d'ordre supérieur. Le Flexural et les problèmes de boucle de torsion de la colonne lacée sont réduits au problème de valeur de deux-point pour un système d'équation de différence. La valeur de la charge critique d'Euler est déterminée en raison d'analyser la quatrième cause déterminante d'ordre pour la colonne avec n'importe quel degré d'indeterminacy statique. La solution est basée sur la méthode de valeurs initiales. Stabilité des colonnes avec tous types de trellis (en travers, serpentine, avec des contrefiches de latte) ; avec tous les panneaux de trellis de nombre et avec l'espacement variable de trellis peut être examiné par cette façon. L'analogie entre la boucle flexural et de torsion de la colonne lacée est établie. Elle permet d'employer les mêmes relations pour la considération des deux genres de boucle. Les résultats numériques obtenus prouvent que les charges critiques d'Euler calculées par cette méthode peuvent être sensiblement différées de ceux basés sur l'approche de l'Engesser rapproché. Un programme de PC pour vérifier la stabilité de la colonne lacée par le concepteur peut être développé sur la base de la méthode actuelle.
En ligne : razdols@hotmail.com Return Mapping Procedure for Frictional Force Calculation: Some Insights / Mijar, Anand R. in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1004-1012 p.
Titre : Return Mapping Procedure for Frictional Force Calculation: Some Insights Titre original : Procédé Traçant de Retour pour le Calcul de Friction de Force : Quelques Perspicacités Type de document : texte imprimé Auteurs : Mijar, Anand R., Auteur ; Arora, Jasbir S., Auteur Article en page(s) : 1004-1012 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Friction Algorithms Optimization Contacts Frottement Algorithmes Optimisation Contacts Index. décimale : 624/621.34 Résumé : The Return mapping procedure is studied to gain insights for its numerical implementation to calculate the frictional force during contact analysis. A Simple quasistatic truss-wall frictional contact analysis problem is used in the study. The Problem has closed-form solutions which provide exact target solutions for numerical algorithm. The Penalty method and a true augmented Lagrangian method that automatically determines an accurate value of the penalty parameter are employed in the numerical study. It is detetrmined that the return mapping procedure is not applicable unless the contacting node is constrained to stay at the initial contact point, and the total normal reaction force, the tangential reaction force and the friction limit have been determined. If these requirements are not met, inaccurate or even incorrect solutions are obtained. This Characteristic of the procedure is studied by solving slip and stick cases with several different load increments. It is concluded that the return mapping procedure for friction force calculation should be implemented carefully to obtain accurate solutions for contact analysis problems.
Le procédé traçant de retour est étudié pour gagner des perspicacités pour que sa exécution numérique calcule la force de friction pendant l'analyse de contact. Un problème de friction d'analyse de contact de botte-mur quasistatique simple est employé dans l'étude. Le problème a les solutions de forme close qui fournissent les solutions exactes de cible pour l'algorithme numérique. La méthode de pénalité et une méthode lagrangienne augmentée vraie qui détermine automatiquement une valeur précise du paramètre de pénalité sont utilisées dans l'étude numérique. Elle est detetrmined que le procédé traçant de retour n'est pas applicable à moins que le noeud entrant en contact soit contraint pour rester au point de contact initial, et toute la force normale de réaction, force tangentielle de réaction et limite de frottement ont été déterminées. Si ces besoins ne sont pas répondus, des solutions imprécises ou même incorrectes sont obtenues. Cette caractéristique du procédé est étudiée en résolvant la glissade et les caisses de bâton avec plusieurs différents incréments de charge. On le conclut que le procédé traçant de retour pour le calcul de force de frottement devrait être mis en application soigneusement pour obtenir les solutions précises pour des problèmes d'analyse de contact.En ligne : jasbir-arora@uiowa.edu [article] Return Mapping Procedure for Frictional Force Calculation: Some Insights = Procédé Traçant de Retour pour le Calcul de Friction de Force : Quelques Perspicacités [texte imprimé] / Mijar, Anand R., Auteur ; Arora, Jasbir S., Auteur . - 1004-1012 p.
Génie Civil, Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1004-1012 p.
Mots-clés : Friction Algorithms Optimization Contacts Frottement Algorithmes Optimisation Contacts Index. décimale : 624/621.34 Résumé : The Return mapping procedure is studied to gain insights for its numerical implementation to calculate the frictional force during contact analysis. A Simple quasistatic truss-wall frictional contact analysis problem is used in the study. The Problem has closed-form solutions which provide exact target solutions for numerical algorithm. The Penalty method and a true augmented Lagrangian method that automatically determines an accurate value of the penalty parameter are employed in the numerical study. It is detetrmined that the return mapping procedure is not applicable unless the contacting node is constrained to stay at the initial contact point, and the total normal reaction force, the tangential reaction force and the friction limit have been determined. If these requirements are not met, inaccurate or even incorrect solutions are obtained. This Characteristic of the procedure is studied by solving slip and stick cases with several different load increments. It is concluded that the return mapping procedure for friction force calculation should be implemented carefully to obtain accurate solutions for contact analysis problems.
Le procédé traçant de retour est étudié pour gagner des perspicacités pour que sa exécution numérique calcule la force de friction pendant l'analyse de contact. Un problème de friction d'analyse de contact de botte-mur quasistatique simple est employé dans l'étude. Le problème a les solutions de forme close qui fournissent les solutions exactes de cible pour l'algorithme numérique. La méthode de pénalité et une méthode lagrangienne augmentée vraie qui détermine automatiquement une valeur précise du paramètre de pénalité sont utilisées dans l'étude numérique. Elle est detetrmined que le procédé traçant de retour n'est pas applicable à moins que le noeud entrant en contact soit contraint pour rester au point de contact initial, et toute la force normale de réaction, force tangentielle de réaction et limite de frottement ont été déterminées. Si ces besoins ne sont pas répondus, des solutions imprécises ou même incorrectes sont obtenues. Cette caractéristique du procédé est étudiée en résolvant la glissade et les caisses de bâton avec plusieurs différents incréments de charge. On le conclut que le procédé traçant de retour pour le calcul de force de frottement devrait être mis en application soigneusement pour obtenir les solutions précises pour des problèmes d'analyse de contact.En ligne : jasbir-arora@uiowa.edu Parameter Sensitivity and Importance Measures in Nonlinear Finite Element Reliability Anaalysis / Der Kiureghian, Armen in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1013-1026 p.
Titre : Parameter Sensitivity and Importance Measures in Nonlinear Finite Element Reliability Anaalysis Titre original : Mesures de Sensibilité et d'Importance de Paramètre dans l'Analyse Finie Non-Linéaire de Fiabilité d'Elément Type de document : texte imprimé Auteurs : Der Kiureghian, Armen, Auteur ; Haukaas, Terje, Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique Article en page(s) : 1013-1026 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Finite element method Reliability analysis Sensitivity analysis Inelastic action Parameters Méthode d'élément fini Analyse de fiabilité Analyse de sensibilité Action non élastique Paramètres Index. décimale : 624/621.34 Résumé : Finite element reliability methods allow the analyst to define material, load, and geometry parameters as random variables to represent uncertainties in these model parameters. Approximate probabilistic analysis methods produce estimates of the response variance/covariances, probabilities of exceeding specified structural performance thresholds, and parameter importance measures. A Necessary ingredient for such analysis is consistent, efficient, and accurate algorithms for computing finite element response sensitivities. In this paper, unified response sensitivity equations with respect to material, load, and geometry parameters are developed for the time-and space-discretized finite element model. The Sensitivities with respect to nodal coordinates and global shape parameters in the presence of material and geometric nonlinearities represent an extension of previous work. Pratical computer implementation issues are emphasized. The Equations are implemented in the comprehensive, open-source, object-oriented finite element software OpenSees. Importance measures from reliability analysis, employing the sensitivity results, are presented to enable the investigation of the relative importance of uncertainty in the parameters of a finite element model. Two example applications demonstrate that the variability in nodal coordinates of a structure can be a significant source of uncertainty along with that in key and load parameters.
Les méthodes finies de fiabilité d'élément permettent à l'analyste de définir le matériel, charge, et les paramètres de la géométrie en tant que variables aléatoires pour représenter des incertitudes dans ces derniers modèlent des paramètres. Les méthodes probabilistes approximatives d'analyse produisent des évaluations de la réponse variance/covariances, des probabilités d'excéder les seuils structuraux indiqués d'exécution, et des mesures d'importance de paramètre. Un ingrédient nécessaire pour une telle analyse est des algorithmes conformés, efficaces, et précis pour calculer des sensibilités finies de réponse d'élément. En cet article, des équations unifiées de sensibilité de réponse en ce qui concerne le matériel, la charge, et les paramètres de la géométrie sont développés pour temps-et le modèle fini espace-discrétisé d'élément. Les sensibilités en ce qui concerne des coordonnées nodales et des paramètres globaux de forme en présence des non-linéarités matérielles et géométriques représentent une prolongation des travaux précédents. Des issues d'exécution d'ordinateur de Pratical sont soulignées. Les équations sont mises en application dans le complet, ouvrir-source, logiciel fini orienté objectivement OpenSees d'élément. L'importance mesure à partir de l'analyse de fiabilité, utilisant les résultats de sensibilité, sont présentées pour permettre la recherche d'importance relative de l'incertitude dans les paramètres d'un modèle fini d'élément. Deux applications d'exemple démontrent que la variabilité dans des coordonnées nodales d'une structure peut être une source significative d'incertitude avec cela dans des paramètres de clef et de charge.En ligne : terje@civil.ubc.ca, adk@ce.berkeley.edu [article] Parameter Sensitivity and Importance Measures in Nonlinear Finite Element Reliability Anaalysis = Mesures de Sensibilité et d'Importance de Paramètre dans l'Analyse Finie Non-Linéaire de Fiabilité d'Elément [texte imprimé] / Der Kiureghian, Armen, Auteur ; Haukaas, Terje, Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique . - 1013-1026 p.
Génie Civil, Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1013-1026 p.
Mots-clés : Finite element method Reliability analysis Sensitivity analysis Inelastic action Parameters Méthode d'élément fini Analyse de fiabilité Analyse de sensibilité Action non élastique Paramètres Index. décimale : 624/621.34 Résumé : Finite element reliability methods allow the analyst to define material, load, and geometry parameters as random variables to represent uncertainties in these model parameters. Approximate probabilistic analysis methods produce estimates of the response variance/covariances, probabilities of exceeding specified structural performance thresholds, and parameter importance measures. A Necessary ingredient for such analysis is consistent, efficient, and accurate algorithms for computing finite element response sensitivities. In this paper, unified response sensitivity equations with respect to material, load, and geometry parameters are developed for the time-and space-discretized finite element model. The Sensitivities with respect to nodal coordinates and global shape parameters in the presence of material and geometric nonlinearities represent an extension of previous work. Pratical computer implementation issues are emphasized. The Equations are implemented in the comprehensive, open-source, object-oriented finite element software OpenSees. Importance measures from reliability analysis, employing the sensitivity results, are presented to enable the investigation of the relative importance of uncertainty in the parameters of a finite element model. Two example applications demonstrate that the variability in nodal coordinates of a structure can be a significant source of uncertainty along with that in key and load parameters.
Les méthodes finies de fiabilité d'élément permettent à l'analyste de définir le matériel, charge, et les paramètres de la géométrie en tant que variables aléatoires pour représenter des incertitudes dans ces derniers modèlent des paramètres. Les méthodes probabilistes approximatives d'analyse produisent des évaluations de la réponse variance/covariances, des probabilités d'excéder les seuils structuraux indiqués d'exécution, et des mesures d'importance de paramètre. Un ingrédient nécessaire pour une telle analyse est des algorithmes conformés, efficaces, et précis pour calculer des sensibilités finies de réponse d'élément. En cet article, des équations unifiées de sensibilité de réponse en ce qui concerne le matériel, la charge, et les paramètres de la géométrie sont développés pour temps-et le modèle fini espace-discrétisé d'élément. Les sensibilités en ce qui concerne des coordonnées nodales et des paramètres globaux de forme en présence des non-linéarités matérielles et géométriques représentent une prolongation des travaux précédents. Des issues d'exécution d'ordinateur de Pratical sont soulignées. Les équations sont mises en application dans le complet, ouvrir-source, logiciel fini orienté objectivement OpenSees d'élément. L'importance mesure à partir de l'analyse de fiabilité, utilisant les résultats de sensibilité, sont présentées pour permettre la recherche d'importance relative de l'incertitude dans les paramètres d'un modèle fini d'élément. Deux applications d'exemple démontrent que la variabilité dans des coordonnées nodales d'une structure peut être une source significative d'incertitude avec cela dans des paramètres de clef et de charge.En ligne : terje@civil.ubc.ca, adk@ce.berkeley.edu Stiffness-Damping Simultaneous Identification Under Limited Observation / Nakamura, Mitsuru in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1027-1035 p.
Titre : Stiffness-Damping Simultaneous Identification Under Limited Observation Titre original : Rigidité-Atténuation de l'Identification Simultanée Sous l'Observation Limitée Type de document : texte imprimé Auteurs : Nakamura, Mitsuru, Auteur ; takewaki, Izuru, Auteur Article en page(s) : 1027-1035 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Damping Stiffness Base isolation Buildings Rigidité Fondation à cisaillement Disques aléatoires Atténuation visqueux Accélérations horizontaux aléatoires Bâtiments Amortissement Amortissement matérielle Structure numérique Structure modèle Bruits Vent Iso Index. décimale : 624/621.34 Résumé : A More reliable and stable method, compared to the previous one developed by the present writers, of stiffness-damping simultaneous identification of shear-type building structures is proposed using stationary random records under limited observation. It is shown that when stationary random horizontal acelerations are recorded at the floors just above and below a specific story in a shear building model, the story stiffness and the damping ratio can be identified uniquely. The Viscous damping coefficient and the material damping ratio can also be identified simultaneously in a numerical model structure. It is also shown that unfavorable effects by extraneous noises, including measurement noises, due to wind excitation, building facilities, and the motion of the occupants can be eliminated partially by using the present method. The Accuracy of the present identification method is investigated through the actual records under limited observation in a base-isolated building.
On propose une méthode plus fiable et plus stable, comparée à la précédente développée par les auteurs actuels, de l'identification simultanée d'rigidité-atténuation des fondations à cisaillement en utilisant les disques aléatoires stationnaires sous l'observation limitée. On lui montre que quand des acelerations horizontaux aléatoires stationnaires sont enregistrés aux planchers juste au-dessus et au-dessous d'une histoire spécifique dans un modèle de bâtiment de cisaillement, la rigidité d'histoire et la constante d'amortissement peut être identifiée uniquement. Le coefficient d'atténuation visqueux et la constante d'amortissement matérielle peuvent également être identifiés simultanément dans une structure modèle numérique. On lui montre également qu'on peut éliminer partiellement des effets défavorables par des bruits étrangers, y compris des bruits de mesure, dus à l'excitation de vent, aux équipements de construction, et au mouvement des occupants en employant la méthode actuelle. L'exactitude de la méthode actuelle d'identification est étudiée par les disques réels sous l'observation limitée dans un bâtiment base-d'isolement.
[article] Stiffness-Damping Simultaneous Identification Under Limited Observation = Rigidité-Atténuation de l'Identification Simultanée Sous l'Observation Limitée [texte imprimé] / Nakamura, Mitsuru, Auteur ; takewaki, Izuru, Auteur . - 1027-1035 p.
Génie Civil, Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1027-1035 p.
Mots-clés : Damping Stiffness Base isolation Buildings Rigidité Fondation à cisaillement Disques aléatoires Atténuation visqueux Accélérations horizontaux aléatoires Bâtiments Amortissement Amortissement matérielle Structure numérique Structure modèle Bruits Vent Iso Index. décimale : 624/621.34 Résumé : A More reliable and stable method, compared to the previous one developed by the present writers, of stiffness-damping simultaneous identification of shear-type building structures is proposed using stationary random records under limited observation. It is shown that when stationary random horizontal acelerations are recorded at the floors just above and below a specific story in a shear building model, the story stiffness and the damping ratio can be identified uniquely. The Viscous damping coefficient and the material damping ratio can also be identified simultaneously in a numerical model structure. It is also shown that unfavorable effects by extraneous noises, including measurement noises, due to wind excitation, building facilities, and the motion of the occupants can be eliminated partially by using the present method. The Accuracy of the present identification method is investigated through the actual records under limited observation in a base-isolated building.
On propose une méthode plus fiable et plus stable, comparée à la précédente développée par les auteurs actuels, de l'identification simultanée d'rigidité-atténuation des fondations à cisaillement en utilisant les disques aléatoires stationnaires sous l'observation limitée. On lui montre que quand des acelerations horizontaux aléatoires stationnaires sont enregistrés aux planchers juste au-dessus et au-dessous d'une histoire spécifique dans un modèle de bâtiment de cisaillement, la rigidité d'histoire et la constante d'amortissement peut être identifiée uniquement. Le coefficient d'atténuation visqueux et la constante d'amortissement matérielle peuvent également être identifiés simultanément dans une structure modèle numérique. On lui montre également qu'on peut éliminer partiellement des effets défavorables par des bruits étrangers, y compris des bruits de mesure, dus à l'excitation de vent, aux équipements de construction, et au mouvement des occupants en employant la méthode actuelle. L'exactitude de la méthode actuelle d'identification est étudiée par les disques réels sous l'observation limitée dans un bâtiment base-d'isolement.
Structural Damage Diagnosis and Assessment Under Seismic Excitations / Yang, Henry T. in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1036-1045 p.
Titre : Structural Damage Diagnosis and Assessment Under Seismic Excitations Titre original : Diagnostic et Evaluation Structuraux de Dommages sous des Excitations éismiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Yang, Henry T., Auteur ; Chang, Chih-Chen, Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Tian-Wei Ma, Auteur Article en page(s) : 1036-1045 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Damage Assessment Nondestructive tests Structural analysis Structural models Excitation Vibration Seismic effects Dommage Evaluation Essais non destructifs Analyse structurale Modèles structuraux Excitation Vibration Effets séismiques Index. décimale : 624/621.34 Résumé : This Study proposes a method of detecting, locating, and quantifying structural damage by directly using structural vibration measurements in the time domain. In this method, the coupling effect of the damage at different locations in the structure on the structural vibratory responses is eliminated by projecting these measured quantities onto some specific subspace. As a result, the structural system, generally modeled with multiple degree of freedom, is decomposed into several independent single-degree-of-freedom (SDOF) systems, every one of which is only associated with the damage at one certain location or region. A Monitor is designed as an observer to detect the structural damage related to each SDOF system. A Decision-making scheme is developed to correlate the monitor's output to the occurrence of the damage. The Severity of the damage is estimated with a traditional system identification method in an iterative way. The Analysis of the effects of measurement noise is also included. Numerical examples are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed method.
Cette étude propose une méthode de détecter, de trouver, et de mesurer des dommages structuraux en employant directement des mesures de vibration structurales dans le domaine de temps. Dans cette méthode, on élimine l'effet d'accouplement des dommages à différents endroits dans la structure sur les réponses vibratoires structurales en projetant ces quantités mesurées sur un certain sous-espace spécifique. En conséquence, le système structural, généralement modelé avec le degré de liberté multiple, est décomposé en plusieurs systèmes indépendants de la simple-degré-de-liberté (SDOF), dont des chaque sont seulement associés aux dommages à une certain endroit ou région. Un moniteur est conçu en tant qu'observateur pour détecter les dommages structuraux liés à chaque système de SDOF. Un arrangement de prise de décision est développé pour corréler le rendement du moniteur avec l'occurrence des dommages. La sévérité des dommages est estimée avec une méthode traditionnelle d'identification de système d'une manière itérative. L'analyse des effets du bruit de mesure est également incluse. Des exemples numériques sont présentés pour démontrer l'efficacité de la méthode proposée.En ligne : tyangt@chancellor.ucsb.edu [article] Structural Damage Diagnosis and Assessment Under Seismic Excitations = Diagnostic et Evaluation Structuraux de Dommages sous des Excitations éismiques [texte imprimé] / Yang, Henry T., Auteur ; Chang, Chih-Chen, Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Tian-Wei Ma, Auteur . - 1036-1045 p.
Génie Civil, Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1036-1045 p.
Mots-clés : Damage Assessment Nondestructive tests Structural analysis Structural models Excitation Vibration Seismic effects Dommage Evaluation Essais non destructifs Analyse structurale Modèles structuraux Excitation Vibration Effets séismiques Index. décimale : 624/621.34 Résumé : This Study proposes a method of detecting, locating, and quantifying structural damage by directly using structural vibration measurements in the time domain. In this method, the coupling effect of the damage at different locations in the structure on the structural vibratory responses is eliminated by projecting these measured quantities onto some specific subspace. As a result, the structural system, generally modeled with multiple degree of freedom, is decomposed into several independent single-degree-of-freedom (SDOF) systems, every one of which is only associated with the damage at one certain location or region. A Monitor is designed as an observer to detect the structural damage related to each SDOF system. A Decision-making scheme is developed to correlate the monitor's output to the occurrence of the damage. The Severity of the damage is estimated with a traditional system identification method in an iterative way. The Analysis of the effects of measurement noise is also included. Numerical examples are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed method.
Cette étude propose une méthode de détecter, de trouver, et de mesurer des dommages structuraux en employant directement des mesures de vibration structurales dans le domaine de temps. Dans cette méthode, on élimine l'effet d'accouplement des dommages à différents endroits dans la structure sur les réponses vibratoires structurales en projetant ces quantités mesurées sur un certain sous-espace spécifique. En conséquence, le système structural, généralement modelé avec le degré de liberté multiple, est décomposé en plusieurs systèmes indépendants de la simple-degré-de-liberté (SDOF), dont des chaque sont seulement associés aux dommages à une certain endroit ou région. Un moniteur est conçu en tant qu'observateur pour détecter les dommages structuraux liés à chaque système de SDOF. Un arrangement de prise de décision est développé pour corréler le rendement du moniteur avec l'occurrence des dommages. La sévérité des dommages est estimée avec une méthode traditionnelle d'identification de système d'une manière itérative. L'analyse des effets du bruit de mesure est également incluse. Des exemples numériques sont présentés pour démontrer l'efficacité de la méthode proposée.En ligne : tyangt@chancellor.ucsb.edu Controlling Characteristics of Passive Mega-Subcontrolled Frame Subjected to Random Wind Loads / Zhang, Xun'an in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1046-1055 p.
Titre : Controlling Characteristics of Passive Mega-Subcontrolled Frame Subjected to Random Wind Loads Titre original : Caractéristiques de Contrôle de l'Armature Passive de Méga-Subcontrolled Soumise aux Charges Aléatoires de Vent Type de document : texte imprimé Auteurs : Zhang, Xun'an, Auteur ; Zhang, Jianlin, Auteur ; Wang, Don ; Jiang, Jiesheng ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique Article en page(s) : 1046-1055 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Frames Wind loads Buildings High-rise Vibration Japon Control systems Armatures Charges de vent Bâtiments Elevé Vibration Japon Système de commande Index. décimale : 624/621.34 Résumé : The Passive mega-subcontrolled structure proposed recently is a new form of structure associated with the design and construction of supertall buildings. However, a shortcoming still exists in its structural configuration. In this paper, a new configuration of the passive mega-subcontrolled fram is proposed. A More realistic analytical model of this structure subjected to random wind loads is presented, in which the substructures are treated as a multi-degree-of-freedom (MDOF) system and a nonwhite stochastic process in time and space is used. The Dynamic equations and the response spectrum expressions, as well as the mean square response expressions, are derived on the basis of complex modal-analysis theory. A Pratical steel passive mega-subcontrolled frame is investigated; it is designed with reference to the conventional mega-subframe usedin the Tokyo City Hall. The Influence of the relative mass ratio and the relative stiffness ratio on the controlling effectiveness is investigated; and a proposed relative stiffness region, which is very useful in pratical engineering design, is first presented. The Corresponding computing results demonstrate that the structural configuration proposed here has extraordinary effectiveness in controlling displacement responses and acceleration responses, and the shortcoming that existed in the previously presented configuration can be overcome effectively.
La structure passive de méga-subcontrolled proposée récemment est une nouvelle forme de structure liée à la conception et à la construction des bâtiments de supertall. Cependant, une imperfection existe toujours dans sa configuration structurale. En cet article, on propose une nouvelle configuration de l'armature passive de méga-subcontrolled. Un modèle analytique plus réaliste de cette structure soumise aux charges aléatoires de vent est présenté, dans lesquelles les sous-structures sont traitées pendant qu'un système de la multi-degré-de-liberté (MDOF) et un processus stochastique non blanc à temps et l'espace est employé. Les équations dynamiques et les expressions de spectre de réponse, aussi bien que les expressions de réponse de place moyenne, sont dérivées sur la base de la théorie complexe d'modal-analyse. Une armature en acier du passif méga-subcontrolled de Pratical est étudiée ; elle est conçue concernant l'usedin conventionnel de méga-subframe la ville hôtel de Tokyo. L'influence du rapport de masse relatif et du rapport relatif de rigidité sur l'efficacité de contrôle est étudiée ; et une région relative proposée de rigidité, qui est très utile dans la conception pratical de technologie, est d'abord présentée. Les résultats de calcul correspondants démontrent que la configuration structurale proposée ici a l'efficacité extraordinaire dans des réponses de contrôle de déplacement et des réponses d'accélération, et l'imperfection qui a existé dans la configuration précédemment présentée peut être surmontée efficacement.
En ligne : jiaoping@nwpu.edu.cn, zhangjl@xmu.edu.cn, jiangjs@nwpu.edu.cn [article] Controlling Characteristics of Passive Mega-Subcontrolled Frame Subjected to Random Wind Loads = Caractéristiques de Contrôle de l'Armature Passive de Méga-Subcontrolled Soumise aux Charges Aléatoires de Vent [texte imprimé] / Zhang, Xun'an, Auteur ; Zhang, Jianlin, Auteur ; Wang, Don ; Jiang, Jiesheng ; Ghanem, Roger G., Editeur scientifique . - 1046-1055 p.
Génie Civil, Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1046-1055 p.
Mots-clés : Frames Wind loads Buildings High-rise Vibration Japon Control systems Armatures Charges de vent Bâtiments Elevé Vibration Japon Système de commande Index. décimale : 624/621.34 Résumé : The Passive mega-subcontrolled structure proposed recently is a new form of structure associated with the design and construction of supertall buildings. However, a shortcoming still exists in its structural configuration. In this paper, a new configuration of the passive mega-subcontrolled fram is proposed. A More realistic analytical model of this structure subjected to random wind loads is presented, in which the substructures are treated as a multi-degree-of-freedom (MDOF) system and a nonwhite stochastic process in time and space is used. The Dynamic equations and the response spectrum expressions, as well as the mean square response expressions, are derived on the basis of complex modal-analysis theory. A Pratical steel passive mega-subcontrolled frame is investigated; it is designed with reference to the conventional mega-subframe usedin the Tokyo City Hall. The Influence of the relative mass ratio and the relative stiffness ratio on the controlling effectiveness is investigated; and a proposed relative stiffness region, which is very useful in pratical engineering design, is first presented. The Corresponding computing results demonstrate that the structural configuration proposed here has extraordinary effectiveness in controlling displacement responses and acceleration responses, and the shortcoming that existed in the previously presented configuration can be overcome effectively.
La structure passive de méga-subcontrolled proposée récemment est une nouvelle forme de structure liée à la conception et à la construction des bâtiments de supertall. Cependant, une imperfection existe toujours dans sa configuration structurale. En cet article, on propose une nouvelle configuration de l'armature passive de méga-subcontrolled. Un modèle analytique plus réaliste de cette structure soumise aux charges aléatoires de vent est présenté, dans lesquelles les sous-structures sont traitées pendant qu'un système de la multi-degré-de-liberté (MDOF) et un processus stochastique non blanc à temps et l'espace est employé. Les équations dynamiques et les expressions de spectre de réponse, aussi bien que les expressions de réponse de place moyenne, sont dérivées sur la base de la théorie complexe d'modal-analyse. Une armature en acier du passif méga-subcontrolled de Pratical est étudiée ; elle est conçue concernant l'usedin conventionnel de méga-subframe la ville hôtel de Tokyo. L'influence du rapport de masse relatif et du rapport relatif de rigidité sur l'efficacité de contrôle est étudiée ; et une région relative proposée de rigidité, qui est très utile dans la conception pratical de technologie, est d'abord présentée. Les résultats de calcul correspondants démontrent que la configuration structurale proposée ici a l'efficacité extraordinaire dans des réponses de contrôle de déplacement et des réponses d'accélération, et l'imperfection qui a existé dans la configuration précédemment présentée peut être surmontée efficacement.
En ligne : jiaoping@nwpu.edu.cn, zhangjl@xmu.edu.cn, jiangjs@nwpu.edu.cn Parametric Studies on the Behavior of Reinforced Soil Retaining Walls under Earthquake Loading / Ling, Hoe in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1056-1065 p.
Titre : Parametric Studies on the Behavior of Reinforced Soil Retaining Walls under Earthquake Loading Titre original : Etudes Paramétriques sur le Comportement des Murs de Soutènement Renforcés de Sol sous le Chargement de Tremblement de Terre Type de document : texte imprimé Auteurs : Ling, Hoe, Auteur ; Mohri, Yoshiyuki, Auteur ; Manzari, Madjid T., Editeur scientifique ; Huabei Liu, Auteur Article en page(s) : 1056-1065 p. Note générale : Génie Civil Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Soil stabilization Finite elements Earthquake loads Plasticity Parameters Retaining walls Stabilisation de sol Eléments finis Charges de tremblement de terre Plasticité Paramètres Murs de soutènement Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : The Finite element procedures are extremely useful in gaining insights into the behavior of reinforced soil retaining walls. In this study, a validated finite element procedure was used for conducting a series of parametric studies on the behavior of reinforced soil walls under construction and subject to earthquake loading. The Procedure utilized a nonlinear numerical algorithms that incorporated a generalized plasticity soil model and a bounding surface geosynthetic model. The Reinforcement layouts, soil properties under monotonic and cyclic loadings, block interaction properties, and earthquake motions were among major variables of investigation. The Performance of the wall was presented for the facing deformation and crest surface settlement, lateral earth pressure, tensile force in the reinforcement layers, and acceleration amplification. The Effects of soil properties, earthquake motions, and reinforcement layouts are issues of major design concern under earthquake loading. The Deformation, reinforcement forces, and earth pressure increased drastically under earthquake loading compared to end of construction.
Les procédures finies d'élément sont extrêmement utiles en gagnant des perspicacités dans le comportement des murs de soutènement renforcés de sol. Dans cette étude, un procédé fini validé d'élément a été employé pour entreprendre une série d'études paramétriques sur le comportement des murs renforcés de sol en construction et sujet au chargement de tremblement de terre. Le procédé a utilisé les algorithmes numériques non-linéaires qui ont incorporé un modèle généralisé de sol de plasticité et un modèle geosynthetique extérieur de bondissement. Les dispositions de renfort, les propriétés de sol sous des chargements monotoniques et cycliques, les propriétés d'interaction de bloc, et les mouvements de tremblement de terre étaient parmi des variables principales de recherche. L'exécution du mur a été présentée pour la déformation de revêtements et le règlement extérieur de crête, la pression latérale de la terre, la force de tension dans les couches de renfort, et l'amplification d'accélération. Les effets des propriétés de sol, des mouvements de tremblement de terre, et des dispositions de renfort sont des issues de souci principal de conception sous le chargement de tremblement de terre. La déformation, les forces de renfort, et la pression de la terre ont augmenté rigoureusement sous le chargement de tremblement de terre comparé à la fin de la construction.En ligne : ling@civil.columbia.edu, [article] Parametric Studies on the Behavior of Reinforced Soil Retaining Walls under Earthquake Loading = Etudes Paramétriques sur le Comportement des Murs de Soutènement Renforcés de Sol sous le Chargement de Tremblement de Terre [texte imprimé] / Ling, Hoe, Auteur ; Mohri, Yoshiyuki, Auteur ; Manzari, Madjid T., Editeur scientifique ; Huabei Liu, Auteur . - 1056-1065 p.
Génie Civil
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1056-1065 p.
Mots-clés : Soil stabilization Finite elements Earthquake loads Plasticity Parameters Retaining walls Stabilisation de sol Eléments finis Charges de tremblement de terre Plasticité Paramètres Murs de soutènement Index. décimale : 624 Constructions du génie civil et du bâtiment. Infrastructures. Ouvrages en terres. Fondations. Tunnels. Ponts et charpentes Résumé : The Finite element procedures are extremely useful in gaining insights into the behavior of reinforced soil retaining walls. In this study, a validated finite element procedure was used for conducting a series of parametric studies on the behavior of reinforced soil walls under construction and subject to earthquake loading. The Procedure utilized a nonlinear numerical algorithms that incorporated a generalized plasticity soil model and a bounding surface geosynthetic model. The Reinforcement layouts, soil properties under monotonic and cyclic loadings, block interaction properties, and earthquake motions were among major variables of investigation. The Performance of the wall was presented for the facing deformation and crest surface settlement, lateral earth pressure, tensile force in the reinforcement layers, and acceleration amplification. The Effects of soil properties, earthquake motions, and reinforcement layouts are issues of major design concern under earthquake loading. The Deformation, reinforcement forces, and earth pressure increased drastically under earthquake loading compared to end of construction.
Les procédures finies d'élément sont extrêmement utiles en gagnant des perspicacités dans le comportement des murs de soutènement renforcés de sol. Dans cette étude, un procédé fini validé d'élément a été employé pour entreprendre une série d'études paramétriques sur le comportement des murs renforcés de sol en construction et sujet au chargement de tremblement de terre. Le procédé a utilisé les algorithmes numériques non-linéaires qui ont incorporé un modèle généralisé de sol de plasticité et un modèle geosynthetique extérieur de bondissement. Les dispositions de renfort, les propriétés de sol sous des chargements monotoniques et cycliques, les propriétés d'interaction de bloc, et les mouvements de tremblement de terre étaient parmi des variables principales de recherche. L'exécution du mur a été présentée pour la déformation de revêtements et le règlement extérieur de crête, la pression latérale de la terre, la force de tension dans les couches de renfort, et l'amplification d'accélération. Les effets des propriétés de sol, des mouvements de tremblement de terre, et des dispositions de renfort sont des issues de souci principal de conception sous le chargement de tremblement de terre. La déformation, les forces de renfort, et la pression de la terre ont augmenté rigoureusement sous le chargement de tremblement de terre comparé à la fin de la construction.En ligne : ling@civil.columbia.edu, Impact of the Boeing 767 Aircraft Into the World Trade Center / Karim, Mohammed Réda in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1066-1072 p.
Titre : Impact of the Boeing 767 Aircraft Into the World Trade Center Titre original : Impact de l'Avion de Boeing 767 dans le Centre Commercial Mondial Type de document : texte imprimé Auteurs : Karim, Mohammed Réda, Auteur ; Hoo Fatt, Michelle S., Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique Article en page(s) : 1066-1072 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Aircraft New york city Buildings High-rise Simulation Terrorism Columns Avion Bâtiments Elevé Simulation Terrorisme Colonnes Index. décimale : 621.34 Résumé : A Numerical simulation of the aircraft impact into the exterior columns of the World Trade Center (WTC) was done using LS-DYNA. For simplification, the fuselage was modeled as a thin-walled cylinder, the wings were modeled as box beams. Actual masses, material properties and dimensions of the Boeing 767 aircraft and the exterior columns of the WTC were used in this analysis. It was found that about 46% of the initial kinetic energy of the aircraft was used to damage columns. The Minimum impact velocity of the aircraft to just penetrate the exterior columns of the WTC if the columns were thicker than 20 mm.
Une simulation numérique de l'impact d'avion en colonnes extérieures du centre commercial mondial (WTC) a été faite en utilisant LS-DYNA. Pour la simplification, le fuselage a été modelé comme cylindre à parois minces, les ailes ont été modelés comme faisceaux de boîte. Les masses réelles, des propriétés matérielles et les dimensions de l'avion de Boeing 767 et des colonnes extérieures du WTC ont été employées dans cette analyse. On l'a constaté qu'environ 46% de l'énergie cinétique initiale de l'avion a été employé pour endommager des colonnes. La vitesse minimum d'impact de l'avion pour pénétrer juste les colonnes extérieures du WTC si les colonnes étaient plus épaisses que 20 millimètres.En ligne : hoofatt@uakron.edu [article] Impact of the Boeing 767 Aircraft Into the World Trade Center = Impact de l'Avion de Boeing 767 dans le Centre Commercial Mondial [texte imprimé] / Karim, Mohammed Réda, Auteur ; Hoo Fatt, Michelle S., Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique . - 1066-1072 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1066-1072 p.
Mots-clés : Aircraft New york city Buildings High-rise Simulation Terrorism Columns Avion Bâtiments Elevé Simulation Terrorisme Colonnes Index. décimale : 621.34 Résumé : A Numerical simulation of the aircraft impact into the exterior columns of the World Trade Center (WTC) was done using LS-DYNA. For simplification, the fuselage was modeled as a thin-walled cylinder, the wings were modeled as box beams. Actual masses, material properties and dimensions of the Boeing 767 aircraft and the exterior columns of the WTC were used in this analysis. It was found that about 46% of the initial kinetic energy of the aircraft was used to damage columns. The Minimum impact velocity of the aircraft to just penetrate the exterior columns of the WTC if the columns were thicker than 20 mm.
Une simulation numérique de l'impact d'avion en colonnes extérieures du centre commercial mondial (WTC) a été faite en utilisant LS-DYNA. Pour la simplification, le fuselage a été modelé comme cylindre à parois minces, les ailes ont été modelés comme faisceaux de boîte. Les masses réelles, des propriétés matérielles et les dimensions de l'avion de Boeing 767 et des colonnes extérieures du WTC ont été employées dans cette analyse. On l'a constaté qu'environ 46% de l'énergie cinétique initiale de l'avion a été employé pour endommager des colonnes. La vitesse minimum d'impact de l'avion pour pénétrer juste les colonnes extérieures du WTC si les colonnes étaient plus épaisses que 20 millimètres.En ligne : hoofatt@uakron.edu Performance of High-Resolution, Nonlevel Bed, Shallow-Water Models / Bradford, Scott F. in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1073-1081 p.
Titre : Performance of High-Resolution, Nonlevel Bed, Shallow-Water Models Titre original : Exécution à Haute Résolution, Lit de Nonlevel, Modèles du Peu Profond-Eau Type de document : texte imprimé Auteurs : Bradford, Scott F., Auteur ; Sanders Brett F., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique Article en page(s) : 1073-1081 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Shallow waters Simulation Water flow Hydraulic models Eaux peu profondes Ecoulement de l'eau Simulation Modèles hydrauliques Index. décimale : 620 Essais des matériaux. Matériaux commerciaux. Station génératrice d'énergie. Economie de l'énergie Résumé : Several techniques are investigated for extending Roe's finite volume method to second-order spatial and temporal accuracy in order to better simulate shallow water flow over nonlevel beds. Specifically, methods reported in the literature for limiting and reconstructing dependent variables, discretizing source terms, and time stepping are examined.Steady subcritical and supercritical flow as well as unsteady flow over nonlevel beds is simulated in order to evaluate each methods'performance in terms of error and computational effort. There is not a single method which minimizes error and computational effort all test cases. On the contrary, methods that perform best in one application may be suboptimal in another. A General purpose modeling approach that balances accuracy against computational effort is identified and recommended.
Plusieurs techniques sont étudiées pour la méthode finie du volume des oeufs de poisson se prolongeant à l'exactitude spatiale et temporelle de second ordre afin de simuler mieux l'écoulement peu profond de l'eau au-dessus des lits de nonlevel. Spécifiquement, les méthodes rapportées dans la littérature pour limiter et reconstruire des variables dépendentes, des limites de discrétisation de source, et progression de temps sont écoulement sous-critique et supercritique éxaminés.Régulier, comme les lits finis de nonlevel d'écoulement instable est simulé afin d'évaluer chaque methode de performance en termes d'erreur et effort informatique. Il n'y a pas une méthode simple qui réduit au minimum l'erreur et l'effort informatique tous les cas d'essai. Au contraire, les méthodes qui exécutent mieux dans une application peuvent être suboptimales dans des autres. Un usage universel modelant l'approche qui équilibre l'exactitude contre l'effort informatique est identifié et recommandé.En ligne : bradford@nrl.navy.mil, [article] Performance of High-Resolution, Nonlevel Bed, Shallow-Water Models = Exécution à Haute Résolution, Lit de Nonlevel, Modèles du Peu Profond-Eau [texte imprimé] / Bradford, Scott F., Auteur ; Sanders Brett F., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique . - 1073-1081 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1073-1081 p.
Mots-clés : Shallow waters Simulation Water flow Hydraulic models Eaux peu profondes Ecoulement de l'eau Simulation Modèles hydrauliques Index. décimale : 620 Essais des matériaux. Matériaux commerciaux. Station génératrice d'énergie. Economie de l'énergie Résumé : Several techniques are investigated for extending Roe's finite volume method to second-order spatial and temporal accuracy in order to better simulate shallow water flow over nonlevel beds. Specifically, methods reported in the literature for limiting and reconstructing dependent variables, discretizing source terms, and time stepping are examined.Steady subcritical and supercritical flow as well as unsteady flow over nonlevel beds is simulated in order to evaluate each methods'performance in terms of error and computational effort. There is not a single method which minimizes error and computational effort all test cases. On the contrary, methods that perform best in one application may be suboptimal in another. A General purpose modeling approach that balances accuracy against computational effort is identified and recommended.
Plusieurs techniques sont étudiées pour la méthode finie du volume des oeufs de poisson se prolongeant à l'exactitude spatiale et temporelle de second ordre afin de simuler mieux l'écoulement peu profond de l'eau au-dessus des lits de nonlevel. Spécifiquement, les méthodes rapportées dans la littérature pour limiter et reconstruire des variables dépendentes, des limites de discrétisation de source, et progression de temps sont écoulement sous-critique et supercritique éxaminés.Régulier, comme les lits finis de nonlevel d'écoulement instable est simulé afin d'évaluer chaque methode de performance en termes d'erreur et effort informatique. Il n'y a pas une méthode simple qui réduit au minimum l'erreur et l'effort informatique tous les cas d'essai. Au contraire, les méthodes qui exécutent mieux dans une application peuvent être suboptimales dans des autres. Un usage universel modelant l'approche qui équilibre l'exactitude contre l'effort informatique est identifié et recommandé.En ligne : bradford@nrl.navy.mil, Eddy Taxonomy Methodology Around a Submerged Barb Obstacle Within a Fixed Rough Bed / Fix, James F. in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1082-1101 p.
Titre : Eddy Taxonomy Methodology Around a Submerged Barb Obstacle Within a Fixed Rough Bed Titre original : Méthodologie de Taxonomie de Remous Autour d'un Obstacle Submergé de Bavure dans un Lit Rugueux Fixe Type de document : texte imprimé Auteurs : Fix, James F., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique ; Kjos, Lisa, Auteur ; Papanicolaou, Athanasios N., Auteur Article en page(s) : 1082-1101 p. Note générale : Hydraulique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Turbulence Eddies Submerging Open channels Time series analysis Skewness Turbulence Remous Submersion Ouverture des canaux Analyse de serie chronologique Obliquité Index. décimale : 620 Essais des matériaux. Matériaux commerciaux. Station génératrice d'énergie. Economie de l'énergie Résumé : Past research environmental hydraulics has established the consideration that small-and large-scale turbulent eddy structures correspond to fast and slow fluctuations within a velocity time series measured at a fixed location. This Work embraces this concept and develops an eddy taxonomy methodology to classify the prominent small-and large-scale eddies in the vicinity of an obstacle within a fixed rough bed. The Previously documented visual interpretation technique is used in conjuntion with a novel technique, which utilizes the statistical skew parameter, to quantify the moving-average time step at which large-scale eddies may be isolated from small-scale eddies.thereafter, triple decomposition theory is employed and prominent spatial and temporal scales (i.e., integral length scales and periodicity) of small-and large eddies are calculated. The Eddy taxonomy methodology is implemented using acoustic Doppler velocimeter time-series measurements captured in the vicinity of an experimental model of a submerged barb obstacle--a hydraulic structure used for bank protection and increasing aquatic diversity. Implementation of the eddy taxonomy methodology using the streamwise velocity (u) time series and streamwise-vertical Reynolds stress (uw) time series provide similar results for the time step necessary to decompose large-from small-scale eddies. Eddy taxonomy results indicate the presence of large-scale, macroturbulent eddies throughout the barb test section with periodicity and length scales that agree with literature reported values. Additionally, small-scale bed derived eddies are most pronounced in the deflected flow regions where the barb obstacle has less influence upon the flow, while multiple small-scale eddies, including ejection, wake, and Kelvin-Helmotz associated eddies, persist in the downstream overtopping and wake regions of the barb obstacle.
Après la recherche l'hydraulique environnementale a établi la considération que petit-et les structures turbulentes à grande échelle de remous correspondez pour jeûner et des fluctuations lentes dans une série chronologique de vitesse mesurée à un endroit fixe. Ce travail embrasse ce concept et développe une méthodologie de taxonomie de remous pour classifier les remous en avant petit-et à grande échelle à proximité d'un obstacle dans un lit rugueux fixe. La technique visuelle précédemment documentée d'interprétation est employée dans le conjuntion avec une technique de roman, qui utilise le paramètre oblique statistique, pour mesurer l'étape déplacer-moyenne de temps à laquelle des remous à grande échelle peuvent être isolés dans eddies.thereafter de petite taille, théorie triple de décomposition est utilisée et des balances spatiales et temporelles en avant (c.-à-d., les balances intégrales de longueur et la périodicité) de petit-et les grands remous sont calculées. La méthodologie de taxonomie de remous est mise en application en utilisant des mesures acoustiques de série de temps de velocimeter de Doppler capturées à proximité d'un modèle expérimental d'un obstacle submergé de bavure -- une structure hydraulique utilisée pour la protection de banque et augmentant la diversité aquatique. L'exécution de la méthodologie de taxonomie de remous en utilisant la série chronologique de la vitesse de streamwise (u) et les séries chronologiques streamwise-verticales d'effort de Reynolds (uw) fournissent les résultats semblables pour l'étape de temps nécessaire pour se décomposer grand- des remous de petite taille. Les résultats de taxonomie de remous indiquent la présence des remous à grande échelle et macroturbulent dans toute la section d'essai de bavure avec les balances de périodicité et de longueur qui sont conformes aux valeurs rapportées par littérature. En plus, les remous dérivés par lit de petite taille sont les plus prononcés dans les régions braquées d'écoulement où l'obstacle de bavure a moins d'influence sur l'écoulement, alors que les remous de petite taille multiples, y compris l'éjection, se réveillent, et Kelvin-Helmotz de remous associés, persiste dans overtopping descendant et réveille des régions de l'obstacle de bavure.
En ligne : apananic@engineering.uiowa.edu [article] Eddy Taxonomy Methodology Around a Submerged Barb Obstacle Within a Fixed Rough Bed = Méthodologie de Taxonomie de Remous Autour d'un Obstacle Submergé de Bavure dans un Lit Rugueux Fixe [texte imprimé] / Fix, James F., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique ; Kjos, Lisa, Auteur ; Papanicolaou, Athanasios N., Auteur . - 1082-1101 p.
Hydraulique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1082-1101 p.
Mots-clés : Turbulence Eddies Submerging Open channels Time series analysis Skewness Turbulence Remous Submersion Ouverture des canaux Analyse de serie chronologique Obliquité Index. décimale : 620 Essais des matériaux. Matériaux commerciaux. Station génératrice d'énergie. Economie de l'énergie Résumé : Past research environmental hydraulics has established the consideration that small-and large-scale turbulent eddy structures correspond to fast and slow fluctuations within a velocity time series measured at a fixed location. This Work embraces this concept and develops an eddy taxonomy methodology to classify the prominent small-and large-scale eddies in the vicinity of an obstacle within a fixed rough bed. The Previously documented visual interpretation technique is used in conjuntion with a novel technique, which utilizes the statistical skew parameter, to quantify the moving-average time step at which large-scale eddies may be isolated from small-scale eddies.thereafter, triple decomposition theory is employed and prominent spatial and temporal scales (i.e., integral length scales and periodicity) of small-and large eddies are calculated. The Eddy taxonomy methodology is implemented using acoustic Doppler velocimeter time-series measurements captured in the vicinity of an experimental model of a submerged barb obstacle--a hydraulic structure used for bank protection and increasing aquatic diversity. Implementation of the eddy taxonomy methodology using the streamwise velocity (u) time series and streamwise-vertical Reynolds stress (uw) time series provide similar results for the time step necessary to decompose large-from small-scale eddies. Eddy taxonomy results indicate the presence of large-scale, macroturbulent eddies throughout the barb test section with periodicity and length scales that agree with literature reported values. Additionally, small-scale bed derived eddies are most pronounced in the deflected flow regions where the barb obstacle has less influence upon the flow, while multiple small-scale eddies, including ejection, wake, and Kelvin-Helmotz associated eddies, persist in the downstream overtopping and wake regions of the barb obstacle.
Après la recherche l'hydraulique environnementale a établi la considération que petit-et les structures turbulentes à grande échelle de remous correspondez pour jeûner et des fluctuations lentes dans une série chronologique de vitesse mesurée à un endroit fixe. Ce travail embrasse ce concept et développe une méthodologie de taxonomie de remous pour classifier les remous en avant petit-et à grande échelle à proximité d'un obstacle dans un lit rugueux fixe. La technique visuelle précédemment documentée d'interprétation est employée dans le conjuntion avec une technique de roman, qui utilise le paramètre oblique statistique, pour mesurer l'étape déplacer-moyenne de temps à laquelle des remous à grande échelle peuvent être isolés dans eddies.thereafter de petite taille, théorie triple de décomposition est utilisée et des balances spatiales et temporelles en avant (c.-à-d., les balances intégrales de longueur et la périodicité) de petit-et les grands remous sont calculées. La méthodologie de taxonomie de remous est mise en application en utilisant des mesures acoustiques de série de temps de velocimeter de Doppler capturées à proximité d'un modèle expérimental d'un obstacle submergé de bavure -- une structure hydraulique utilisée pour la protection de banque et augmentant la diversité aquatique. L'exécution de la méthodologie de taxonomie de remous en utilisant la série chronologique de la vitesse de streamwise (u) et les séries chronologiques streamwise-verticales d'effort de Reynolds (uw) fournissent les résultats semblables pour l'étape de temps nécessaire pour se décomposer grand- des remous de petite taille. Les résultats de taxonomie de remous indiquent la présence des remous à grande échelle et macroturbulent dans toute la section d'essai de bavure avec les balances de périodicité et de longueur qui sont conformes aux valeurs rapportées par littérature. En plus, les remous dérivés par lit de petite taille sont les plus prononcés dans les régions braquées d'écoulement où l'obstacle de bavure a moins d'influence sur l'écoulement, alors que les remous de petite taille multiples, y compris l'éjection, se réveillent, et Kelvin-Helmotz de remous associés, persiste dans overtopping descendant et réveille des régions de l'obstacle de bavure.
En ligne : apananic@engineering.uiowa.edu Penalty-Based Solution for the Interval Finite-Element Methods / Muhanna, Rafi L. in Journal of engineering mechanics, Vol.131, N°10 (Octobre 2005)
[article]
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1102-1111 p.
Titre : Penalty-Based Solution for the Interval Finite-Element Methods Titre original : Solution Pénalité-Basée pour les Méthodes d'Elément Fini d'Intervalle Type de document : texte imprimé Auteurs : Muhanna, Rafi L., Auteur ; Mullen, Robert L., Auteur ; Zhang, Hao ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique Article en page(s) : 1102-1111 p. Note générale : Génie Civil, Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Finite element method Mechanical systems Differential equations Uncertainty principles Méthode d'élément fini Systèmes mécaniques Equations Principes d'incertitude Index. décimale : 624/621.34 Résumé : A New approach for archieving guaranteed reliable results within the context of finite-element approximation of mechanical systems is developed. A Reliable analysis requires that all the sources of uncertainty and errors be accommodated. The Appropriateness of a partial differential equation to a given physical problem is beyond the scope of this work. Parameter uncertainty is treated as intervals in this work and guaranteed bounds on the "unknown" true solutions are obtained. In this paper an element-by-element penalty-based interval finite-element analysis of linear elastic structural mechanics and solid mechanics problem is introduced. Material and load uncertainties are handled simultaneously. Presented numerical examples illustrate the ability of the method to maintain very sharp solution enclosures even when the number of the interval parameters of the size of the problems is increased.
Une nouvelle approche pour réaliser des résultats fiables garantis dans le contexte de l'approximation d'fini-élément des systèmes mécaniques est développée. Une analyse fiable exige que toutes les sources de l'incertitude et des erreurs soient adaptées. La convenance d'une équation partielle à un problème physique donné est au delà de la portée de ce travail. L'incertitude de paramètre est traitée pendant que des intervalles dans ce travail et les limites garanties sur les solutions vraies "inconnues" sont obtenus. En cet article un élément-par-élément pénalité-basé analyse d'fini-élément d'intervalle de mécanique structurale élastique linéaire et de problème de mécanique des solides est présenté. Des incertitudes de matériel et de charge sont manipulées simultanément. Les exemples numériques présentés illustrent la capacité de la méthode de maintenir des clôtures très pointues de solution même lorsque le nombre de paramètres d'intervalle de la taille des problèmes est augmenté.[article] Penalty-Based Solution for the Interval Finite-Element Methods = Solution Pénalité-Basée pour les Méthodes d'Elément Fini d'Intervalle [texte imprimé] / Muhanna, Rafi L., Auteur ; Mullen, Robert L., Auteur ; Zhang, Hao ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique . - 1102-1111 p.
Génie Civil, Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol.131, N°10 (Octobre 2005) . - 1102-1111 p.
Mots-clés : Finite element method Mechanical systems Differential equations Uncertainty principles Méthode d'élément fini Systèmes mécaniques Equations Principes d'incertitude Index. décimale : 624/621.34 Résumé : A New approach for archieving guaranteed reliable results within the context of finite-element approximation of mechanical systems is developed. A Reliable analysis requires that all the sources of uncertainty and errors be accommodated. The Appropriateness of a partial differential equation to a given physical problem is beyond the scope of this work. Parameter uncertainty is treated as intervals in this work and guaranteed bounds on the "unknown" true solutions are obtained. In this paper an element-by-element penalty-based interval finite-element analysis of linear elastic structural mechanics and solid mechanics problem is introduced. Material and load uncertainties are handled simultaneously. Presented numerical examples illustrate the ability of the method to maintain very sharp solution enclosures even when the number of the interval parameters of the size of the problems is increased.
Une nouvelle approche pour réaliser des résultats fiables garantis dans le contexte de l'approximation d'fini-élément des systèmes mécaniques est développée. Une analyse fiable exige que toutes les sources de l'incertitude et des erreurs soient adaptées. La convenance d'une équation partielle à un problème physique donné est au delà de la portée de ce travail. L'incertitude de paramètre est traitée pendant que des intervalles dans ce travail et les limites garanties sur les solutions vraies "inconnues" sont obtenus. En cet article un élément-par-élément pénalité-basé analyse d'fini-élément d'intervalle de mécanique structurale élastique linéaire et de problème de mécanique des solides est présenté. Des incertitudes de matériel et de charge sont manipulées simultanément. Les exemples numériques présentés illustrent la capacité de la méthode de maintenir des clôtures très pointues de solution même lorsque le nombre de paramètres d'intervalle de la taille des problèmes est augmenté.
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