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Ajouter le résultat dans votre panierComputation of Mixed-Mode Stress Intensity Factors for Cracks in Three-Dimensional Functionally Graded Solids / Walters, Matthew C. in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°1 (Janvier 2006)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 1-15 p.
Titre : Computation of Mixed-Mode Stress Intensity Factors for Cracks in Three-Dimensional Functionally Graded Solids Titre original : Calcul des Facteurs Mélangés d'Intensité d'Effort de Mode pour des Fissures en Solides Fonctionellement Evalués Tridimensionnels Type de document : texte imprimé Auteurs : Walters, Matthew C., Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Dodds Jr., Robert H. ; Xi, Yunping, Editeur scientifique Article en page(s) : 1-15 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Cracking Three dimensional analysis Computation Stress intensity factor Fendre Analyse tridimensionnelle Facteur d'intensité d'effort Index. décimale : 621.34 Résumé : This Work applies a two state interaction integral to obtain stress intensity factors along cracks in three dimensional functionally graded materials. The Procedures are applicable to planar cracks with curved fronts under mechanical loading, including crack face tractions. Interaction integral terms necessary to capture the effects of material non homogeneity are identical in form to terms that arise due to crack front curvature. A discussion reviews the origin and effects of these terms, and an approximate interaction integral expressio, that omits terms arising due to curvature is used in this work to compute stress intensity factors. The Selection of terms is driven by requirements imposed by material non homogeneity in conjunction with appropriate mesh discretization along the crack front. Aspects of the numerical implementation with (isoparametric) graded finite elements are addressed, and examples demonstrate the accuracy of the proposed method.
Ce travail applique une intégrale d'interaction de deux états pour obtenir des facteurs d'intensité d'effort le long des fissures en matériaux fonctionellement évalués tridimensionnels. Les procédures sont applicables aux fissures planaires avec les avants incurvés sous le chargement mécanique, y compris des tractions de visage de fente. Les limites intégrales d'interaction nécessaires pour capturer les effets de la homogénéité de matériel non sont identiques sous la forme aux limites qui surgissent en raison de la courbure d'avant de fente. Une discussion passe en revue l'origine et les effets de ces limites, et un expressio intégral d'interaction approximative, qui omet surgir de limites dû à la courbure est employé dans ce travail pour calculer des facteurs d'intensité d'effort. Le choix des limites est conduit par des conditions imposées par homogénéité de matériel non en même temps que la discrétisation appropriée de maille le long de l'avant de fente. Des aspects de l'exécution numérique avec les éléments finis évalués (isoparamétriques) sont adressés, et les exemples démontrent l'exactitude de la méthode proposée.
En ligne : paulino@uiuc.edu [article] Computation of Mixed-Mode Stress Intensity Factors for Cracks in Three-Dimensional Functionally Graded Solids = Calcul des Facteurs Mélangés d'Intensité d'Effort de Mode pour des Fissures en Solides Fonctionellement Evalués Tridimensionnels [texte imprimé] / Walters, Matthew C., Auteur ; Glaucio H. Paulino, Auteur ; Dodds Jr., Robert H. ; Xi, Yunping, Editeur scientifique . - 1-15 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 1-15 p.
Mots-clés : Cracking Three dimensional analysis Computation Stress intensity factor Fendre Analyse tridimensionnelle Facteur d'intensité d'effort Index. décimale : 621.34 Résumé : This Work applies a two state interaction integral to obtain stress intensity factors along cracks in three dimensional functionally graded materials. The Procedures are applicable to planar cracks with curved fronts under mechanical loading, including crack face tractions. Interaction integral terms necessary to capture the effects of material non homogeneity are identical in form to terms that arise due to crack front curvature. A discussion reviews the origin and effects of these terms, and an approximate interaction integral expressio, that omits terms arising due to curvature is used in this work to compute stress intensity factors. The Selection of terms is driven by requirements imposed by material non homogeneity in conjunction with appropriate mesh discretization along the crack front. Aspects of the numerical implementation with (isoparametric) graded finite elements are addressed, and examples demonstrate the accuracy of the proposed method.
Ce travail applique une intégrale d'interaction de deux états pour obtenir des facteurs d'intensité d'effort le long des fissures en matériaux fonctionellement évalués tridimensionnels. Les procédures sont applicables aux fissures planaires avec les avants incurvés sous le chargement mécanique, y compris des tractions de visage de fente. Les limites intégrales d'interaction nécessaires pour capturer les effets de la homogénéité de matériel non sont identiques sous la forme aux limites qui surgissent en raison de la courbure d'avant de fente. Une discussion passe en revue l'origine et les effets de ces limites, et un expressio intégral d'interaction approximative, qui omet surgir de limites dû à la courbure est employé dans ce travail pour calculer des facteurs d'intensité d'effort. Le choix des limites est conduit par des conditions imposées par homogénéité de matériel non en même temps que la discrétisation appropriée de maille le long de l'avant de fente. Des aspects de l'exécution numérique avec les éléments finis évalués (isoparamétriques) sont adressés, et les exemples démontrent l'exactitude de la méthode proposée.
En ligne : paulino@uiuc.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 16-25 p.
Titre : Postbuckling of Beam Subjected to Intermediate Follower Force Titre original : Signalement de la Boucle du Faisceau Soumise à la Force Intermédiaire de Papeur Type de document : texte imprimé Auteurs : Chucheepsakul, S., Auteur ; Wang, C. M., Auteur ; Rasheed, Haider A., Editeur scientifique ; Phungpaingam, B., Auteur Article en page(s) : 16-25 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Post buckling Beams Closed form solutions Nonlinear differential equations Boucle de poteau Faisceaux Solutions fermées de forme Equation non-linéaire Index. décimale : 621.34 Résumé : This Paper investigates the post buckling behavior of a simple beam under an intermediate follower force acting in the tangential direction to the centrodail axis of the beam. One end of the beam is pinned, while the other end is attached to a roller support. Two approaches have been used in this study. The First approach is based on the elastica theory. The Governing equations are derived and solved analytically for the exact closed form solutions that include the equilibrium configurations of the beam, equilibrium paths, and bending moment distribution of the beam. The Exact solutions take the form of the elliptic integrals of the first and second kinds. In the second approach, the shootingmethod is employed to solve a set of nonlinear differential equations with the boundary and intermediate conditions. The Equarions are integrated by using the Runge-Kutta algorithm. The Error norms of the end and intermediate conditions are minimized to within a prescribed tolerance error. A comparison study between the analytical ellliptic integral solutions and the numerical shooting method solutions show excellent agreement of results. Special features of the solutions are also high lighted.
Cet article étudie le comportement de boucle de poteau d'un faisceau simple sous une force intermédiaire de palpeur agissant dans la direction tangentielle à l'axe de centrodail du faisceau. Une extrémité du faisceau est goupillée, alors que l'autre extrémité est attachée à un appui de rouleau. Deux approches ont été employées dans cette étude. La première approche est basée sur la théorie d'elastica. Les équations régissantes sont dérivées et résolues analytiquement pour les solutions fermées exactes de forme qui incluent les configurations d'équilibre du faisceau, des chemins d'équilibre, et la distribution de moment de flexion du faisceau. Les solutions exactes prennent la forme des intégrales elliptiques des premières et deuxièmes sortes. Dans la deuxième approche, le shootingmethod est utilisé pour résoudre un ensemble d'équations non-linéaires dans la frontière et les conditions intermédiaires. L'Equarions sont intégrés en employant l'algorithme de Runge-Kutta. Les normes d'erreur de l'extrémité et des conditions intermédiaires sont réduites au minimum en dedans à une erreur prescrite de tolérance. Une étude de comparaison entre les solutions intégrales ellliptic analytiques et les solutions de tir numériques de méthode montrent l'excellent accord des résultats. Usages spéciaux des solutions sont également hauts allumés.
En ligne : boonchai_p@rit.ac.th, somchai.chu@kmutt.ac.th, cvewcm@nus.edu.sg [article] Postbuckling of Beam Subjected to Intermediate Follower Force = Signalement de la Boucle du Faisceau Soumise à la Force Intermédiaire de Papeur [texte imprimé] / Chucheepsakul, S., Auteur ; Wang, C. M., Auteur ; Rasheed, Haider A., Editeur scientifique ; Phungpaingam, B., Auteur . - 16-25 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 16-25 p.
Mots-clés : Post buckling Beams Closed form solutions Nonlinear differential equations Boucle de poteau Faisceaux Solutions fermées de forme Equation non-linéaire Index. décimale : 621.34 Résumé : This Paper investigates the post buckling behavior of a simple beam under an intermediate follower force acting in the tangential direction to the centrodail axis of the beam. One end of the beam is pinned, while the other end is attached to a roller support. Two approaches have been used in this study. The First approach is based on the elastica theory. The Governing equations are derived and solved analytically for the exact closed form solutions that include the equilibrium configurations of the beam, equilibrium paths, and bending moment distribution of the beam. The Exact solutions take the form of the elliptic integrals of the first and second kinds. In the second approach, the shootingmethod is employed to solve a set of nonlinear differential equations with the boundary and intermediate conditions. The Equarions are integrated by using the Runge-Kutta algorithm. The Error norms of the end and intermediate conditions are minimized to within a prescribed tolerance error. A comparison study between the analytical ellliptic integral solutions and the numerical shooting method solutions show excellent agreement of results. Special features of the solutions are also high lighted.
Cet article étudie le comportement de boucle de poteau d'un faisceau simple sous une force intermédiaire de palpeur agissant dans la direction tangentielle à l'axe de centrodail du faisceau. Une extrémité du faisceau est goupillée, alors que l'autre extrémité est attachée à un appui de rouleau. Deux approches ont été employées dans cette étude. La première approche est basée sur la théorie d'elastica. Les équations régissantes sont dérivées et résolues analytiquement pour les solutions fermées exactes de forme qui incluent les configurations d'équilibre du faisceau, des chemins d'équilibre, et la distribution de moment de flexion du faisceau. Les solutions exactes prennent la forme des intégrales elliptiques des premières et deuxièmes sortes. Dans la deuxième approche, le shootingmethod est utilisé pour résoudre un ensemble d'équations non-linéaires dans la frontière et les conditions intermédiaires. L'Equarions sont intégrés en employant l'algorithme de Runge-Kutta. Les normes d'erreur de l'extrémité et des conditions intermédiaires sont réduites au minimum en dedans à une erreur prescrite de tolérance. Une étude de comparaison entre les solutions intégrales ellliptic analytiques et les solutions de tir numériques de méthode montrent l'excellent accord des résultats. Usages spéciaux des solutions sont également hauts allumés.
En ligne : boonchai_p@rit.ac.th, somchai.chu@kmutt.ac.th, cvewcm@nus.edu.sg
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 26-33 p.
Titre : Porothermoelastic Analysis of the Response of a Stationary Crack Using the Displacement Discontinuity Method Titre original : Analyse de Porothermoelastique de la Réponse d'une Fente Stationnaire en Utilisant la Méthode de Discontinuité de Déplacement Type de document : texte imprimé Auteurs : Ghassemi, A., Auteur ; Zhang, Q, Auteur ; Xi, Yunping, Editeur scientifique Article en page(s) : 26-33 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Displacement Discontinuities Cracking Pore water pressure Thermoelasticity Rocks Déplacement Discontinuités Fendre Pression d'eau interstitielle Thermoélasticité Roches Index. décimale : 621.34 Résumé : Thermal induced volumetric changes in rock result in pore pressure variations, and lead to a coupling between the termal and poro mechanical processes. This Paper examines the response of a fracture in porothermoelastic rock when subjected to stress, pore pressure, and temperature perturbations. The Contribution of each mechanism to the temporal variation of fracture opening is studied to elucidate its effect. This is achieved by development and use of a transient displacement discontinuity (DD) boundary element method for porothermoelasticity. While the full range of the crack opening due to the applied loads is investigated with the porothermoelastic DD, the asymptotic crack opening is ascertained analytically. Good agreement is observed between the numerical and analytical calculations. The Results of the study show that, as expected, an applied stress causes the fracture to open while a pore pressure loading reduces the fracture width (aperture). In contrast to the pore pressure effect, cooling of the crack surfaces increases the fracture aperture. It is found that the impact of cooling can be more significant when compared to that of hydraulic loading (i.e., an applied stress and pore pressure) and can cause significant permeability enhancement, particularly for injection/extraction operations that are carried out over a long period of time in geothermal reservoirs.
Les changements volumétriques induits thermiques du résultat de roche dans des variations de pression de pore, et mènent à un accouplement entre les processus poro-mécaniques-thermique et de poro. Cet article examine la réponse d'une rupture dans la roche porothermoelastique une fois soumis à l'effort, à la pression de pore, et aux perturbations de la température. La contribution de chaque mécanisme à la variation temporelle de l'ouverture de rupture est étudiée pour élucider son effet. Ceci est réalisé par élaboration et utilisation d'une méthode passagère d'élément de frontière de la discontinuité de déplacement (densité double) pour le porothermoelasticité. Tandis que la gamme complète de s'ouvrir de fente dû aux charges appliquées est étudiée avec la densité double porothermoelastique, l'ouverture asymptotique de fente est assurée analytiquement. On observe la bonne concordance entre les calculs numériques et analytiques. Les résultats de l'étude prouvent que, comme prévu, un effort appliqué fait ouvrir la rupture tandis qu'un chargement de pression de pore réduit la largeur de rupture (ouverture). Contrairement à l'effet de pression de pore, le refroidissement des surfaces de fente augmente l'ouverture de rupture. On le constate que l'impact du refroidissement peut être plus significatif une fois comparé à cela du chargement hydraulique (une pression appliquée c.-à-d., d'effort et de pore) et peut causer le perfectionnement significatif de perméabilité, en particulier pour les opérations d'injection/extraction qui sont effectuées sur une longue période dans les réservoirs géothermiques.
En ligne : ahmadghassemi@mail.und.nodak.edu [article] Porothermoelastic Analysis of the Response of a Stationary Crack Using the Displacement Discontinuity Method = Analyse de Porothermoelastique de la Réponse d'une Fente Stationnaire en Utilisant la Méthode de Discontinuité de Déplacement [texte imprimé] / Ghassemi, A., Auteur ; Zhang, Q, Auteur ; Xi, Yunping, Editeur scientifique . - 26-33 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 26-33 p.
Mots-clés : Displacement Discontinuities Cracking Pore water pressure Thermoelasticity Rocks Déplacement Discontinuités Fendre Pression d'eau interstitielle Thermoélasticité Roches Index. décimale : 621.34 Résumé : Thermal induced volumetric changes in rock result in pore pressure variations, and lead to a coupling between the termal and poro mechanical processes. This Paper examines the response of a fracture in porothermoelastic rock when subjected to stress, pore pressure, and temperature perturbations. The Contribution of each mechanism to the temporal variation of fracture opening is studied to elucidate its effect. This is achieved by development and use of a transient displacement discontinuity (DD) boundary element method for porothermoelasticity. While the full range of the crack opening due to the applied loads is investigated with the porothermoelastic DD, the asymptotic crack opening is ascertained analytically. Good agreement is observed between the numerical and analytical calculations. The Results of the study show that, as expected, an applied stress causes the fracture to open while a pore pressure loading reduces the fracture width (aperture). In contrast to the pore pressure effect, cooling of the crack surfaces increases the fracture aperture. It is found that the impact of cooling can be more significant when compared to that of hydraulic loading (i.e., an applied stress and pore pressure) and can cause significant permeability enhancement, particularly for injection/extraction operations that are carried out over a long period of time in geothermal reservoirs.
Les changements volumétriques induits thermiques du résultat de roche dans des variations de pression de pore, et mènent à un accouplement entre les processus poro-mécaniques-thermique et de poro. Cet article examine la réponse d'une rupture dans la roche porothermoelastique une fois soumis à l'effort, à la pression de pore, et aux perturbations de la température. La contribution de chaque mécanisme à la variation temporelle de l'ouverture de rupture est étudiée pour élucider son effet. Ceci est réalisé par élaboration et utilisation d'une méthode passagère d'élément de frontière de la discontinuité de déplacement (densité double) pour le porothermoelasticité. Tandis que la gamme complète de s'ouvrir de fente dû aux charges appliquées est étudiée avec la densité double porothermoelastique, l'ouverture asymptotique de fente est assurée analytiquement. On observe la bonne concordance entre les calculs numériques et analytiques. Les résultats de l'étude prouvent que, comme prévu, un effort appliqué fait ouvrir la rupture tandis qu'un chargement de pression de pore réduit la largeur de rupture (ouverture). Contrairement à l'effet de pression de pore, le refroidissement des surfaces de fente augmente l'ouverture de rupture. On le constate que l'impact du refroidissement peut être plus significatif une fois comparé à cela du chargement hydraulique (une pression appliquée c.-à-d., d'effort et de pore) et peut causer le perfectionnement significatif de perméabilité, en particulier pour les opérations d'injection/extraction qui sont effectuées sur une longue période dans les réservoirs géothermiques.
En ligne : ahmadghassemi@mail.und.nodak.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 34-45 p.
Titre : Accurate Representation of External Force in Time History Analysis Titre original : Représentation Précise de la Force Externe dans l'Analyse d'Histoire de Temps Type de document : texte imprimé Auteurs : Shuenn-Yih Chang, Auteur ; Stolarski, Henry K., Editeur scientifique Article en page(s) : 34-45 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Equation of motion Dynamic loads Dynamic analysis Accuracy Solutions Time factors Equation de mouvement Charges dynamiques Analyse dynamique Exactitude Index. décimale : 621.34 Résumé : It is usually thought that the integration time step should be small enough to represent properly the variation of the dynamic loading with respect to time. However, there is no evaluation criterion that can be used to determine whether the external force is accurately represented. In this paper, criteria for accurate representation of external force are proposed based on analytical results. It is found that amplitude distortion both the transient response and the steady-state response for each time step is closely related to the step discretization error of external force. In fact, for a negligible period distortion, an amplitude distortion will be less than 5% if the relative step discretization error is constrained to be less than 5% at each time step for the Newmark explicit method, Fox-Goodwin method, and linear acceleration method while for the constant average acceleration method it must be less than 2.5%. This Criterion leads to the need of using of eight or more integration time steps to accurately represent a complete cycle of a harmonic loading for the Newmark explicit method, Fox-Goodwine method, and linear acceleration method while for the constant average acceleration method 12 or more integration time steps are required.
On le pense habituellement que l'étape de temps d'intégration devrait être assez petite pour représenter correctement la variation du chargement dynamique en ce qui concerne le temps. Cependant, il y a aucun critère d'évaluation qui ne peut être employé pour déterminer si la force externe est exactement représentée. En cet article, on propose des critères pour la représentation précise de la force externe ont basé sur des résultats analytiques. On le constate que la déformation d'amplitude la réponse passagère et la réponse équilibrée pour chaque fois font un pas est étroitement liée à l'erreur de discrétisation d'étape de la force externe. En fait, pour une déformation négligeable de période, une déformation d'amplitude sera moins de 5% si l'erreur relative de discrétisation d'étape est contrainte pour être moins de 5% à chaque fois font un pas pour la méthode explicite de Newmark, la méthode de Renard-Goodwin, et la méthode linéaire d'accélération tandis que pour la méthode moyenne constante d'accélération elle doit être moins de 2.5%. Ce Critère mène au besoin d'employer de huit étapes ou plus de temps d'intégration pour représenter exactement un cycle complet d'un chargement harmonique pour la méthode explicite de Newmark, la méthode de Renard-Goodwine, et la méthode linéaire d'accélération tandis que pour la méthode moyenne constante 12 d'accélération étapes ou plus de temps d'intégration sont exigées.
En ligne : changsy@ntut.edu.tw [article] Accurate Representation of External Force in Time History Analysis = Représentation Précise de la Force Externe dans l'Analyse d'Histoire de Temps [texte imprimé] / Shuenn-Yih Chang, Auteur ; Stolarski, Henry K., Editeur scientifique . - 34-45 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 34-45 p.
Mots-clés : Equation of motion Dynamic loads Dynamic analysis Accuracy Solutions Time factors Equation de mouvement Charges dynamiques Analyse dynamique Exactitude Index. décimale : 621.34 Résumé : It is usually thought that the integration time step should be small enough to represent properly the variation of the dynamic loading with respect to time. However, there is no evaluation criterion that can be used to determine whether the external force is accurately represented. In this paper, criteria for accurate representation of external force are proposed based on analytical results. It is found that amplitude distortion both the transient response and the steady-state response for each time step is closely related to the step discretization error of external force. In fact, for a negligible period distortion, an amplitude distortion will be less than 5% if the relative step discretization error is constrained to be less than 5% at each time step for the Newmark explicit method, Fox-Goodwin method, and linear acceleration method while for the constant average acceleration method it must be less than 2.5%. This Criterion leads to the need of using of eight or more integration time steps to accurately represent a complete cycle of a harmonic loading for the Newmark explicit method, Fox-Goodwine method, and linear acceleration method while for the constant average acceleration method 12 or more integration time steps are required.
On le pense habituellement que l'étape de temps d'intégration devrait être assez petite pour représenter correctement la variation du chargement dynamique en ce qui concerne le temps. Cependant, il y a aucun critère d'évaluation qui ne peut être employé pour déterminer si la force externe est exactement représentée. En cet article, on propose des critères pour la représentation précise de la force externe ont basé sur des résultats analytiques. On le constate que la déformation d'amplitude la réponse passagère et la réponse équilibrée pour chaque fois font un pas est étroitement liée à l'erreur de discrétisation d'étape de la force externe. En fait, pour une déformation négligeable de période, une déformation d'amplitude sera moins de 5% si l'erreur relative de discrétisation d'étape est contrainte pour être moins de 5% à chaque fois font un pas pour la méthode explicite de Newmark, la méthode de Renard-Goodwin, et la méthode linéaire d'accélération tandis que pour la méthode moyenne constante d'accélération elle doit être moins de 2.5%. Ce Critère mène au besoin d'employer de huit étapes ou plus de temps d'intégration pour représenter exactement un cycle complet d'un chargement harmonique pour la méthode explicite de Newmark, la méthode de Renard-Goodwine, et la méthode linéaire d'accélération tandis que pour la méthode moyenne constante 12 d'accélération étapes ou plus de temps d'intégration sont exigées.
En ligne : changsy@ntut.edu.tw
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 46-53 p.
Titre : Optimal Vibration Absorber with Nonlinear Viscous Power Law Damping and White Noise Excitation Titre original : Amortisseur Optimal de Vibration avec l'Atténuation Visqueuse Non-Linéaire de Loi de Puissance et l'Excitation Blanche de Bruit Type de document : texte imprimé Auteurs : Rüdinger, F., Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique Article en page(s) : 46-53 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Damping Excitation White noise Stochastic process Passive control Vibration Atténuation Bruit blanc Processus stochastique Commande passive Index. décimale : 621.34 Résumé : A tuned mass damper with a nonlinear power law viscous damper excited by white noise is considered. The System is analyzed by statiscal linearization and stochastic simulation with the objective of minimizing the standard deviation of the response. It 's shown the the optimal parameters for the tuned mass damper are unaffected by the magnitude of the structural damping in the linear case. However, in the nonlinear case the structural damping influences the equivalent parameters obtained by statistical linearization and there by indirectly the optimal values for the damper parameters. Results from stochastics simulation show good agreement with results from statistical linearization in terms of the standard deviation of the response. It is shown that the optimal damping, which can be obtained by the passive device, is the same for the linear and nonlinear damper. However, for nonlinear tuned mass damper the optimal parameters will depend on both structural damping and excitation intensity (or vibration amplitude). The Results are presented in such a way that they can be used directly for the design of a tuned mass damper with damping governed by a nonlinear viscous power law.
Un amortisseur de masse accordé avec un amortisseur visqueux de loi non-linéaire de puissance passionnant par le bruit blanc est considéré. Le système est analysé par la linéarisation statiscal et la simulation stochastique avec l'objectif de réduire au minimum l'écart type de la réponse. Il 's montré les les paramètres optimaux pour l'amortisseur de masse accordé sont inchangé par l'importance de l'atténuation structurale dans le cas linéaire. Cependant, dans le cas non-linéaire l'atténuation structurale influence les paramètres équivalents obtenus par la linéarisation statistique et là par indirectement les valeurs optimales pour les paramètres plus humides. Les résultats de la simulation de stochastics montrent la bonne concordance avec des résultats de la linéarisation statistique en termes d'écart type de la réponse. On lui montre que l'atténuation optimale, qui peut être obtenue par le dispositif passif, est la même pour l'amortisseur linéaire et non-linéaire. Cependant, parce que amortisseur de masse accordé non-linéaire les paramètres optimaux dépendront de l'atténuation structurale et l'intensité d'excitation (ou l'amplitude de vibration). Les résultats sont présentés de telle manière qu'ils puissent être employés directement pour la conception d'un amortisseur de masse accordé avec l'atténuation régie par une loi visqueuse non-linéaire de puissance.
[article] Optimal Vibration Absorber with Nonlinear Viscous Power Law Damping and White Noise Excitation = Amortisseur Optimal de Vibration avec l'Atténuation Visqueuse Non-Linéaire de Loi de Puissance et l'Excitation Blanche de Bruit [texte imprimé] / Rüdinger, F., Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique . - 46-53 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 46-53 p.
Mots-clés : Damping Excitation White noise Stochastic process Passive control Vibration Atténuation Bruit blanc Processus stochastique Commande passive Index. décimale : 621.34 Résumé : A tuned mass damper with a nonlinear power law viscous damper excited by white noise is considered. The System is analyzed by statiscal linearization and stochastic simulation with the objective of minimizing the standard deviation of the response. It 's shown the the optimal parameters for the tuned mass damper are unaffected by the magnitude of the structural damping in the linear case. However, in the nonlinear case the structural damping influences the equivalent parameters obtained by statistical linearization and there by indirectly the optimal values for the damper parameters. Results from stochastics simulation show good agreement with results from statistical linearization in terms of the standard deviation of the response. It is shown that the optimal damping, which can be obtained by the passive device, is the same for the linear and nonlinear damper. However, for nonlinear tuned mass damper the optimal parameters will depend on both structural damping and excitation intensity (or vibration amplitude). The Results are presented in such a way that they can be used directly for the design of a tuned mass damper with damping governed by a nonlinear viscous power law.
Un amortisseur de masse accordé avec un amortisseur visqueux de loi non-linéaire de puissance passionnant par le bruit blanc est considéré. Le système est analysé par la linéarisation statiscal et la simulation stochastique avec l'objectif de réduire au minimum l'écart type de la réponse. Il 's montré les les paramètres optimaux pour l'amortisseur de masse accordé sont inchangé par l'importance de l'atténuation structurale dans le cas linéaire. Cependant, dans le cas non-linéaire l'atténuation structurale influence les paramètres équivalents obtenus par la linéarisation statistique et là par indirectement les valeurs optimales pour les paramètres plus humides. Les résultats de la simulation de stochastics montrent la bonne concordance avec des résultats de la linéarisation statistique en termes d'écart type de la réponse. On lui montre que l'atténuation optimale, qui peut être obtenue par le dispositif passif, est la même pour l'amortisseur linéaire et non-linéaire. Cependant, parce que amortisseur de masse accordé non-linéaire les paramètres optimaux dépendront de l'atténuation structurale et l'intensité d'excitation (ou l'amplitude de vibration). Les résultats sont présentés de telle manière qu'ils puissent être employés directement pour la conception d'un amortisseur de masse accordé avec l'atténuation régie par une loi visqueuse non-linéaire de puissance.
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 54-64 p.
Titre : Hyperelasticity Model for Finite Element Analysis of Natural and High Damping Rubbers in Compression and Shear Titre original : Modèle Hyper d'Elasticité pour l'Analyse d'Elément Finie des Caoutchoucs d'Atténuation Normaux et Hauts dans la Compression et le Cisaillement Type de document : texte imprimé Auteurs : Amin, A. F. M., Auteur ; Wiraguna, S. I., Auteur ; Bhuiyan, A. R. ; Okui, Y. Article en page(s) : 54-64 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Rubber Base isolation Material propeties Identification Compression Shear Finite element method Nonlinear analysis Caoutchouc Isolement bas Propriétés matérielles Cisaillement Méthode d'élèment finie Analyse non-linéaire Damping Atténuation Index. décimale : 621.34 Résumé : Rate independent monotonic behavior of filled natural rubber and high damping rubber is investigated in compression and shear regimes. Monotonic responses from tests conducted in both regimes demonstrate the prominent existence of the Fletcher-Gent effect, indicated by high stifness at low strain levels. An improved hyper elasticity model for compression and shear data is proposed to represent the rate-independent instantaneous and equilibrium responses including the Fletcher-Gent effect. A parameter identification scheme involving simultaneous minimization of least-square residuals of uniaxial compression and simple shear data is delineated. The Difficulties of identifying a unique set of hyper elasticity parameters that hold for both compression and shear deformation modes are thus overcome. The Proposed hyper elasticity model has been implemented in a general purpose finite element program. Finite element simulations of experiments have shown the adequacy of the proposed hyper elasticity model, estimated parameters, and employed numerical procedures. Finally, numerical experiments were conducted to further explorer the potential of the proposed model, and estimated parameters in analyzing rubber layers of a base isolation bearing subjected either to compression or to a combination of compression and shear.
Le comportement monotonique indépendant de taux du caoutchouc normal rempli et de la haute atténuant le caoutchouc est étudié dans des régimes de compression et de cisaillement. Les réponses monotoniques des essais effectués dans les deux régimes démontrent l'existence en avant de l'effet de Fletcher-Gent, indiquée par haut stifness aux niveaux bas de contrainte. On propose un modèle hyper amélioré d'élasticité pour des données de compression et de cisaillement pour représenter les réponses taux-indépendantes instantanées et d'équilibre comprenant l'effet de Fletcher-Gent. Un arrangement d'identification de paramètre impliquant la minimisation simultanée des résiduels du moindre carré de la compression uniaxiale et des données simples de cisaillement est tracé. Les difficultés d'identifier un ensemble unique de paramètres hyper d'élasticité qui se tiennent pour des modes de déformation de compression et de cisaillement sont ainsi surmontées. Le modèle hyper proposé d'élasticité a été mis en application dans un programme fini tout usage d'élément. Les simulations finies d'élément des expériences ont montré l'adéquation du modèle hyper proposé d'élasticité, paramètres estimés, et ont utilisé des procédures numériques. En conclusion, des expériences numériques ont été entreprises davantage à d'explorateur le potentiel du modèle proposé, et les paramètres estimés en analysant les couches en caoutchouc de soutenir bas d'isolement ont soumis à la compression ou à une combinaison de compression et de cisaillement.
En ligne : samin@ce.buet.ac.bd, okui@post.saitama-u.ac.jp [article] Hyperelasticity Model for Finite Element Analysis of Natural and High Damping Rubbers in Compression and Shear = Modèle Hyper d'Elasticité pour l'Analyse d'Elément Finie des Caoutchoucs d'Atténuation Normaux et Hauts dans la Compression et le Cisaillement [texte imprimé] / Amin, A. F. M., Auteur ; Wiraguna, S. I., Auteur ; Bhuiyan, A. R. ; Okui, Y. . - 54-64 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 54-64 p.
Mots-clés : Rubber Base isolation Material propeties Identification Compression Shear Finite element method Nonlinear analysis Caoutchouc Isolement bas Propriétés matérielles Cisaillement Méthode d'élèment finie Analyse non-linéaire Damping Atténuation Index. décimale : 621.34 Résumé : Rate independent monotonic behavior of filled natural rubber and high damping rubber is investigated in compression and shear regimes. Monotonic responses from tests conducted in both regimes demonstrate the prominent existence of the Fletcher-Gent effect, indicated by high stifness at low strain levels. An improved hyper elasticity model for compression and shear data is proposed to represent the rate-independent instantaneous and equilibrium responses including the Fletcher-Gent effect. A parameter identification scheme involving simultaneous minimization of least-square residuals of uniaxial compression and simple shear data is delineated. The Difficulties of identifying a unique set of hyper elasticity parameters that hold for both compression and shear deformation modes are thus overcome. The Proposed hyper elasticity model has been implemented in a general purpose finite element program. Finite element simulations of experiments have shown the adequacy of the proposed hyper elasticity model, estimated parameters, and employed numerical procedures. Finally, numerical experiments were conducted to further explorer the potential of the proposed model, and estimated parameters in analyzing rubber layers of a base isolation bearing subjected either to compression or to a combination of compression and shear.
Le comportement monotonique indépendant de taux du caoutchouc normal rempli et de la haute atténuant le caoutchouc est étudié dans des régimes de compression et de cisaillement. Les réponses monotoniques des essais effectués dans les deux régimes démontrent l'existence en avant de l'effet de Fletcher-Gent, indiquée par haut stifness aux niveaux bas de contrainte. On propose un modèle hyper amélioré d'élasticité pour des données de compression et de cisaillement pour représenter les réponses taux-indépendantes instantanées et d'équilibre comprenant l'effet de Fletcher-Gent. Un arrangement d'identification de paramètre impliquant la minimisation simultanée des résiduels du moindre carré de la compression uniaxiale et des données simples de cisaillement est tracé. Les difficultés d'identifier un ensemble unique de paramètres hyper d'élasticité qui se tiennent pour des modes de déformation de compression et de cisaillement sont ainsi surmontées. Le modèle hyper proposé d'élasticité a été mis en application dans un programme fini tout usage d'élément. Les simulations finies d'élément des expériences ont montré l'adéquation du modèle hyper proposé d'élasticité, paramètres estimés, et ont utilisé des procédures numériques. En conclusion, des expériences numériques ont été entreprises davantage à d'explorateur le potentiel du modèle proposé, et les paramètres estimés en analysant les couches en caoutchouc de soutenir bas d'isolement ont soumis à la compression ou à une combinaison de compression et de cisaillement.
En ligne : samin@ce.buet.ac.bd, okui@post.saitama-u.ac.jp
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 65-77 p.
Titre : Joint First-Passage Probability and Reliability of Systems Under Stochastic Excitation Titre original : Probabilité de Premier-Passage et Fiabilité Communes des Systèmes sous l'Excitation Stochastique Type de document : texte imprimé Auteurs : Song, Junho, Auteur ; Der Kiureghian, Armen, Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique Article en page(s) : 65-77 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Earthquake loads Envelope Probability Random vibration Stochastic processes System reliability Vector analysis Charges de tremblement de terre Enveloppe Probabilité Vibration aléatoire Processus stochastiques Fiabilité de système Vecteur Index. décimale : 621.34 Résumé : The First passage probability, describing the probability that a scalar process exceeds a prescribed threshold during an interval of time, is of great engineering interest. This Probability is essential of estimating the reliability of a structural component whose response in a stochastic process. When considering the reliability of an engineering system compôsed of several interdependent compoonents, the probability that two or more response processes exceed their respective safe thresholds during the operation time of the system is an equally essential quantity. This Paper proposes simple and accurate formulas for approximating this joint first passage probability of vector process. The nth order joint first passage probability is obtained from a recursive formula involving lower order joint first passage probabilities and the out crossing probability of the vector process over a safe domain. Interdependence between the crossing is approximately accounted for by considering the clumping of these events. The Accuracy of the proposed formulas is examined by comparing analytical estimates with those obtained from Monte Carlo simulations for stationary Gaussian processes. As an example application, the reliability of a system of interconnected equipment items subjected to a stochastic earthquake excitations is estimated by linear programming bounds employing marginal and joint component fragilities obtained by the proposed formulas.
La première probabilité de passage, décrivant la probabilité qu'un processus scalaire excède un seuil prescrit pendant un intervalle de temps, est de grand intérêt de technologie. Cette probabilité est essentielle d'estimer la fiabilité d'un composant structural dont la réponse dans un processus stochastique. Quand vu la fiabilité de la technologie un système compôsed de plusieurs compoonents interdépendants, la probabilité que deux processus ou plus de réponse excèdent leurs seuils sûrs respectifs pendant la période d'opération du système est une quantité également essentielle. Cet article propose des formules simples et précises pour rapprocher cette première probabilité commune de passage du processus de vecteur. La première probabilité de passage du nième joint d'ordre est obtenue à partir d'une formule récursive impliquant les premières probabilités de passage de joint inférieur d'ordre et la probabilité de croisement de sortie du processus de vecteur au-dessus d'un domaine sûr. L'interdépendance entre le croisement est approximativement expliquée par considérer le groupement de ces événements. L'exactitude des formules proposées est examinée en comparant des évaluations analytiques à ceux obtenues à partir des simulations de Monte Carlo pour des processus gaussiens stationnaires. Comme exemple une application, la fiabilité d'un système des articles reliés ensemble d'équipement soumis aux excitations stochastiques d'un tremblement de terre est estimée par les limites de programmation linéaires utilisant des fragilities composants marginaux et communs obtenus par les formules proposées.
En ligne : junho@uiuc.edu, adk@ce.berkeley.edu [article] Joint First-Passage Probability and Reliability of Systems Under Stochastic Excitation = Probabilité de Premier-Passage et Fiabilité Communes des Systèmes sous l'Excitation Stochastique [texte imprimé] / Song, Junho, Auteur ; Der Kiureghian, Armen, Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique . - 65-77 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 65-77 p.
Mots-clés : Earthquake loads Envelope Probability Random vibration Stochastic processes System reliability Vector analysis Charges de tremblement de terre Enveloppe Probabilité Vibration aléatoire Processus stochastiques Fiabilité de système Vecteur Index. décimale : 621.34 Résumé : The First passage probability, describing the probability that a scalar process exceeds a prescribed threshold during an interval of time, is of great engineering interest. This Probability is essential of estimating the reliability of a structural component whose response in a stochastic process. When considering the reliability of an engineering system compôsed of several interdependent compoonents, the probability that two or more response processes exceed their respective safe thresholds during the operation time of the system is an equally essential quantity. This Paper proposes simple and accurate formulas for approximating this joint first passage probability of vector process. The nth order joint first passage probability is obtained from a recursive formula involving lower order joint first passage probabilities and the out crossing probability of the vector process over a safe domain. Interdependence between the crossing is approximately accounted for by considering the clumping of these events. The Accuracy of the proposed formulas is examined by comparing analytical estimates with those obtained from Monte Carlo simulations for stationary Gaussian processes. As an example application, the reliability of a system of interconnected equipment items subjected to a stochastic earthquake excitations is estimated by linear programming bounds employing marginal and joint component fragilities obtained by the proposed formulas.
La première probabilité de passage, décrivant la probabilité qu'un processus scalaire excède un seuil prescrit pendant un intervalle de temps, est de grand intérêt de technologie. Cette probabilité est essentielle d'estimer la fiabilité d'un composant structural dont la réponse dans un processus stochastique. Quand vu la fiabilité de la technologie un système compôsed de plusieurs compoonents interdépendants, la probabilité que deux processus ou plus de réponse excèdent leurs seuils sûrs respectifs pendant la période d'opération du système est une quantité également essentielle. Cet article propose des formules simples et précises pour rapprocher cette première probabilité commune de passage du processus de vecteur. La première probabilité de passage du nième joint d'ordre est obtenue à partir d'une formule récursive impliquant les premières probabilités de passage de joint inférieur d'ordre et la probabilité de croisement de sortie du processus de vecteur au-dessus d'un domaine sûr. L'interdépendance entre le croisement est approximativement expliquée par considérer le groupement de ces événements. L'exactitude des formules proposées est examinée en comparant des évaluations analytiques à ceux obtenues à partir des simulations de Monte Carlo pour des processus gaussiens stationnaires. Comme exemple une application, la fiabilité d'un système des articles reliés ensemble d'équipement soumis aux excitations stochastiques d'un tremblement de terre est estimée par les limites de programmation linéaires utilisant des fragilities composants marginaux et communs obtenus par les formules proposées.
En ligne : junho@uiuc.edu, adk@ce.berkeley.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 78-86 p.
Titre : Vehicule Condition Surveillance on Continuous Bridges Based on Response Sensitivity Titre original : Surveillance d'Etat de Vehicule sur les Ponts Continus Basés sur la Sensibilité de Réponse Type de document : texte imprimé Auteurs : Law, S. S., Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Chan, S. L. ; Bu, J. Q. ; Zhu, X. Q., Auteur Article en page(s) : 78-86 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Structural dynamics Bridges Highway Vibration Dynamic structurale Ponts Route Structurale Dynamique Index. décimale : 621.34 Résumé : This Paper presents the parameter identification of a vehicle moving on a multispan continuous bridge deck modeled as a continuous beam based on dynamic response sensitivity analysis. This Technique is for the monitoring of "road friendliness" of vehicles using the highway pavement. The Moving vehicle is modeled as a single degree of freedom system comprising three parameters, a two degree of freedom system comprising five parameters, or a four degrees of freedom system comprising 12 parameters. The Modified beam functions are used to calculate the response of the continuous bridge. Starting with an initial guess on the unknown parameters, the identification can be realized based on least squares method and regularization technique from measured strain, velocity or acceleration measurement from as few as single sensor. Simulation studies and experimental results indicate that the identified results are acceptable, and the responses reconstructed from the identified parameters agree well with the measured responses.
Cet article présente l'identification de paramètre d'un véhicule se déplaçant sur une plate-forme continue multispan de pont modelée comme faisceau continu basé sur l'analyse de sensibilité de réponse dynamique. Cette technique est pour la surveillance de l'"amitié de route" des véhicules en utilisant le trottoir de route. Le véhicule mobile est modelé comme seul degré de système de liberté comportant trois paramètres, deux degrés de système de liberté comportant cinq paramètres, ou quatre degrés de système de liberté comportant 12 paramètres. Les fonctions modifiées de faisceau sont employées pour calculer la réponse du pont continu. Commençant par une première conjecture sur les paramètres inconnus, l'identification peut être réalisée a basé sur la technique des moindres carrés de méthode et de régularisation de la contrainte, de la vitesse ou de la mesure mesurée d'accélération de la sonde seulement simple. La simulation étudie et les résultats expérimentaux indiquent que les résultats identifiés sont acceptables, et les réponses reconstruites des paramètres identifiés sont conformes bien aux réponses mesurées.[article] Vehicule Condition Surveillance on Continuous Bridges Based on Response Sensitivity = Surveillance d'Etat de Vehicule sur les Ponts Continus Basés sur la Sensibilité de Réponse [texte imprimé] / Law, S. S., Auteur ; Betti, Raimondo, Editeur scientifique ; Chan, S. L. ; Bu, J. Q. ; Zhu, X. Q., Auteur . - 78-86 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 78-86 p.
Mots-clés : Structural dynamics Bridges Highway Vibration Dynamic structurale Ponts Route Structurale Dynamique Index. décimale : 621.34 Résumé : This Paper presents the parameter identification of a vehicle moving on a multispan continuous bridge deck modeled as a continuous beam based on dynamic response sensitivity analysis. This Technique is for the monitoring of "road friendliness" of vehicles using the highway pavement. The Moving vehicle is modeled as a single degree of freedom system comprising three parameters, a two degree of freedom system comprising five parameters, or a four degrees of freedom system comprising 12 parameters. The Modified beam functions are used to calculate the response of the continuous bridge. Starting with an initial guess on the unknown parameters, the identification can be realized based on least squares method and regularization technique from measured strain, velocity or acceleration measurement from as few as single sensor. Simulation studies and experimental results indicate that the identified results are acceptable, and the responses reconstructed from the identified parameters agree well with the measured responses.
Cet article présente l'identification de paramètre d'un véhicule se déplaçant sur une plate-forme continue multispan de pont modelée comme faisceau continu basé sur l'analyse de sensibilité de réponse dynamique. Cette technique est pour la surveillance de l'"amitié de route" des véhicules en utilisant le trottoir de route. Le véhicule mobile est modelé comme seul degré de système de liberté comportant trois paramètres, deux degrés de système de liberté comportant cinq paramètres, ou quatre degrés de système de liberté comportant 12 paramètres. Les fonctions modifiées de faisceau sont employées pour calculer la réponse du pont continu. Commençant par une première conjecture sur les paramètres inconnus, l'identification peut être réalisée a basé sur la technique des moindres carrés de méthode et de régularisation de la contrainte, de la vitesse ou de la mesure mesurée d'accélération de la sonde seulement simple. La simulation étudie et les résultats expérimentaux indiquent que les résultats identifiés sont acceptables, et les réponses reconstruites des paramètres identifiés sont conformes bien aux réponses mesurées.
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 87-98 p.
Titre : Impact of Limiters on Accuracy of High-Resolution Flow and Transport Models Titre original : Impact des Limiteurs sur l'Exactitude des Modèles à Haute Résolution d'Ecoulement et de Transport Type de document : texte imprimé Auteurs : Sanders Brett F., Auteur ; Bradford, Scott F., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique Article en page(s) : 87-98 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Accuracy Mass transfer Overland flow Oscillations Shallow waters Predictions Exactitude Transfert de masse Ecoulement de surface Eaux peu profondes Index. décimale : 621.34 Résumé : High resolution finite volume schemes used to predict mass transport and free surface flows utilize limiters such as Minmod, Double Minmod, and Superbee to prevent spurious oscillations commonly associated with second order accurate schemes. These Limiters effectively switch between the classical Lax Wendroff, Warming Beam, and Fromm schemes, or amplified versions of these schemes that artificially increase gradient magnitudes to minimize damping of high frequency solution components. A Von Neumann analysis illustrates that gradient or slope amplification reduces numerical dissipation, but also increases the phase error and should therefore be cautiously used. The Double Minmod limiter closely mimics the Fromm scheme and possesses better phase accuracy than the Minmod and Superbee limiters. Near sharp solution gradients, slope amplification used by the Double Minmod and Superbee limiters reduces artificial smearing. The Minmod limiter does not use slope amplification and therefore yields the most solution smearing. Results of model tests show that the combined attributes of the Double Minmod limiter yield more accurate predictions of mass transport and circulation zones in shallow water than those of other limiters such as Minmod and superbee.
Les arrangements finis de haute résolution de volume prévoyaient que le transport de masse et les écoulements extérieurs libres utilisent des limiteurs tels que Minmod, double Minmod, et Superbee pour empêcher de fausses oscillations généralement liées aux arrangements précis du second degré. Ces limiteurs commutent efficacement entre le Wendroff relâché classique, les arrangements de chauffage de faisceau, et de Fromm, ou les versions amplifiées de ces arrangements qui augmentent artificiellement des grandeurs de gradient pour réduire au minimum l'atténuation des composants à haute fréquence de solution. Une analyse de Neumann de Von illustre que l'amplification de gradient ou de pente réduit la dissipation numérique, mais également augmente l'erreur de phase et devrait donc être avec précaution employée. Le double limiteur de Minmod imite étroitement l'arrangement de Fromm et possède une meilleure exactitude de phase que les limiteurs de Minmod et de Superbee. Près des gradients pointus de solution, l'amplification de pente employé par les doubles limiteurs de Minmod et de Superbee réduit le barbouillage artificiel. Le limiteur de Minmod n'emploie pas l'amplification de pente et ne rapporte pas donc la plupart de barbouillage de solution. Les résultats des essais modèles prouvent que les attributs combinés des prévisions plus précises de rendement de limiteur de Minmod de double des zones de masse de transport et de circulation dans l'eau peu profonde que ceux d'autres limiteurs tels que Minmod et superbee.
[article] Impact of Limiters on Accuracy of High-Resolution Flow and Transport Models = Impact des Limiteurs sur l'Exactitude des Modèles à Haute Résolution d'Ecoulement et de Transport [texte imprimé] / Sanders Brett F., Auteur ; Bradford, Scott F., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique . - 87-98 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 87-98 p.
Mots-clés : Accuracy Mass transfer Overland flow Oscillations Shallow waters Predictions Exactitude Transfert de masse Ecoulement de surface Eaux peu profondes Index. décimale : 621.34 Résumé : High resolution finite volume schemes used to predict mass transport and free surface flows utilize limiters such as Minmod, Double Minmod, and Superbee to prevent spurious oscillations commonly associated with second order accurate schemes. These Limiters effectively switch between the classical Lax Wendroff, Warming Beam, and Fromm schemes, or amplified versions of these schemes that artificially increase gradient magnitudes to minimize damping of high frequency solution components. A Von Neumann analysis illustrates that gradient or slope amplification reduces numerical dissipation, but also increases the phase error and should therefore be cautiously used. The Double Minmod limiter closely mimics the Fromm scheme and possesses better phase accuracy than the Minmod and Superbee limiters. Near sharp solution gradients, slope amplification used by the Double Minmod and Superbee limiters reduces artificial smearing. The Minmod limiter does not use slope amplification and therefore yields the most solution smearing. Results of model tests show that the combined attributes of the Double Minmod limiter yield more accurate predictions of mass transport and circulation zones in shallow water than those of other limiters such as Minmod and superbee.
Les arrangements finis de haute résolution de volume prévoyaient que le transport de masse et les écoulements extérieurs libres utilisent des limiteurs tels que Minmod, double Minmod, et Superbee pour empêcher de fausses oscillations généralement liées aux arrangements précis du second degré. Ces limiteurs commutent efficacement entre le Wendroff relâché classique, les arrangements de chauffage de faisceau, et de Fromm, ou les versions amplifiées de ces arrangements qui augmentent artificiellement des grandeurs de gradient pour réduire au minimum l'atténuation des composants à haute fréquence de solution. Une analyse de Neumann de Von illustre que l'amplification de gradient ou de pente réduit la dissipation numérique, mais également augmente l'erreur de phase et devrait donc être avec précaution employée. Le double limiteur de Minmod imite étroitement l'arrangement de Fromm et possède une meilleure exactitude de phase que les limiteurs de Minmod et de Superbee. Près des gradients pointus de solution, l'amplification de pente employé par les doubles limiteurs de Minmod et de Superbee réduit le barbouillage artificiel. Le limiteur de Minmod n'emploie pas l'amplification de pente et ne rapporte pas donc la plupart de barbouillage de solution. Les résultats des essais modèles prouvent que les attributs combinés des prévisions plus précises de rendement de limiteur de Minmod de double des zones de masse de transport et de circulation dans l'eau peu profonde que ceux d'autres limiteurs tels que Minmod et superbee.
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 99-106 p.
Titre : Analytical Study of Turbulent Pollutant Dispersion Near a Low Hill Titre original : Etude Analytique de Dispersion Turbulente de Polluant près d'une Basse Colline Type de document : texte imprimé Auteurs : Chan, Andy T., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique ; Siddheshwar, Pradeep G. ; Lai, Natalia T. N., Auteur Article en page(s) : 99-106 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Air pollution Topography Wind Dispersion Slopes Pollution atmosphérique Topographie Vent Pentes Index. décimale : 621.34 Résumé : An analytical methodology is developed to study the pollutant dispersion in a turbulent wind flow over a two dimensional hill with a small slope. As in a typical boundary layer problem, the flow domain is divided into an inner and an outer region: the inviscid outer region is further subdivided into an upper and a middle layer while the viscous inner region is subdivided into a shear stress and an inner surface layer. Based on the Reynolds averaged Navier Stokes equations and the continuity equations, closed form analytical solutions of the stream functions and velocities are readily obtained for all regions in the domain. The Velocity information is then imported into the diffusion equation, and the pollutant concentration distribution is readily solved. For reasons of turbulent shear, a variational method with adjustments to the streamline coordinate system is used to obtain an accurate solution of the pollutant concentration. Results show that when the source is located in the upper layer, the concentrationss decrease with distance along the upwind side of the hill and tend to reach a constant value rapidly n ear the hilltop. Similar results are observed when the source is located in the middle layer. However, due to the reduction of wind speed in the middle layer, the concentrations become saturated at a later upslope position as compared to the source in the upper layer. This Methodology is shown to be able to provide a quick and accurate estimate of local pollutant patterns and can be applied to any flow field provided that the streamlines can be specified through the velocities.
Une méthodologie analytique est développée pour étudier la dispersion de polluant dans un écoulement turbulent de vent au-dessus d'une colline bidimensionnelle avec une petite pente. Comme dans un problème typique de couche de frontière, le domaine d'écoulement est divisé en région intérieure et externe : la région externe non visqueuse est encore subdivisée en couche supérieure et moyenne tandis que la région intérieure visqueuse est subdivisée en effort de cisaillement et couche extérieure intérieure. Basé sur le Navier ramené à une moyenne par Reynolds charge des équations et les équations de continuité, les solutions analytiques de forme fermée des fonctions de jet et les vitesses sont aisément obtenues pour toutes les régions dans le domaine. L'information de vitesse est alors importée dans l'équation de diffusion, et la distribution de concentration en polluant est aisément résolue. Pour des raisons de cisaillement turbulent, une méthode variationnelle avec des ajustements au système du même rang aérodynamique est employée pour obtenir une solution précise de la concentration en polluant. Les résultats prouvent que quand la source est située dans la couche supérieure, les concentrationss diminuent avec la distance le long du côté à contre vent de la colline et tendent à atteindre une oreille constante de la valeur rapidement n le sommet. On observe des résultats semblables quand la source est située dans la couche moyenne. Cependant, en raison de la réduction de vitesse de vent de la couche moyenne, les concentrations deviennent saturées à une position haute postérieure de pente par rapport à la source dans la couche supérieure. Cette méthodologie s'avère capable fournir une évaluation rapide et précise des modèles locaux de polluant et peut être appliquée à n'importe quel champ d'écoulement à condition que les lignes profilées puissent être indiquées par les vitesses.
En ligne : atchan@hkucc.hku.hk [article] Analytical Study of Turbulent Pollutant Dispersion Near a Low Hill = Etude Analytique de Dispersion Turbulente de Polluant près d'une Basse Colline [texte imprimé] / Chan, Andy T., Auteur ; Teng, Michelle H., Editeur scientifique ; Siddheshwar, Pradeep G. ; Lai, Natalia T. N., Auteur . - 99-106 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 99-106 p.
Mots-clés : Air pollution Topography Wind Dispersion Slopes Pollution atmosphérique Topographie Vent Pentes Index. décimale : 621.34 Résumé : An analytical methodology is developed to study the pollutant dispersion in a turbulent wind flow over a two dimensional hill with a small slope. As in a typical boundary layer problem, the flow domain is divided into an inner and an outer region: the inviscid outer region is further subdivided into an upper and a middle layer while the viscous inner region is subdivided into a shear stress and an inner surface layer. Based on the Reynolds averaged Navier Stokes equations and the continuity equations, closed form analytical solutions of the stream functions and velocities are readily obtained for all regions in the domain. The Velocity information is then imported into the diffusion equation, and the pollutant concentration distribution is readily solved. For reasons of turbulent shear, a variational method with adjustments to the streamline coordinate system is used to obtain an accurate solution of the pollutant concentration. Results show that when the source is located in the upper layer, the concentrationss decrease with distance along the upwind side of the hill and tend to reach a constant value rapidly n ear the hilltop. Similar results are observed when the source is located in the middle layer. However, due to the reduction of wind speed in the middle layer, the concentrations become saturated at a later upslope position as compared to the source in the upper layer. This Methodology is shown to be able to provide a quick and accurate estimate of local pollutant patterns and can be applied to any flow field provided that the streamlines can be specified through the velocities.
Une méthodologie analytique est développée pour étudier la dispersion de polluant dans un écoulement turbulent de vent au-dessus d'une colline bidimensionnelle avec une petite pente. Comme dans un problème typique de couche de frontière, le domaine d'écoulement est divisé en région intérieure et externe : la région externe non visqueuse est encore subdivisée en couche supérieure et moyenne tandis que la région intérieure visqueuse est subdivisée en effort de cisaillement et couche extérieure intérieure. Basé sur le Navier ramené à une moyenne par Reynolds charge des équations et les équations de continuité, les solutions analytiques de forme fermée des fonctions de jet et les vitesses sont aisément obtenues pour toutes les régions dans le domaine. L'information de vitesse est alors importée dans l'équation de diffusion, et la distribution de concentration en polluant est aisément résolue. Pour des raisons de cisaillement turbulent, une méthode variationnelle avec des ajustements au système du même rang aérodynamique est employée pour obtenir une solution précise de la concentration en polluant. Les résultats prouvent que quand la source est située dans la couche supérieure, les concentrationss diminuent avec la distance le long du côté à contre vent de la colline et tendent à atteindre une oreille constante de la valeur rapidement n le sommet. On observe des résultats semblables quand la source est située dans la couche moyenne. Cependant, en raison de la réduction de vitesse de vent de la couche moyenne, les concentrations deviennent saturées à une position haute postérieure de pente par rapport à la source dans la couche supérieure. Cette méthodologie s'avère capable fournir une évaluation rapide et précise des modèles locaux de polluant et peut être appliquée à n'importe quel champ d'écoulement à condition que les lignes profilées puissent être indiquées par les vitesses.
En ligne : atchan@hkucc.hku.hk
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 107-118 p.
Titre : Optimal Design with Probabilitisc Objective and Constraints Titre original : Conception Optimale avec l'Objectif et les Contraintes Probabilistes Type de document : texte imprimé Auteurs : Royset, Johannes O., Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique ; Der Kiureghian, Armen, Auteur ; Polak, Elijah, Auteur Article en page(s) : 107-118 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Optimization models Algorithms Probability Structural design Constraints Modèles d'optimisation Algorithmes Probabilité Conception structurale Contraintes Index. décimale : 621.34 Résumé : Significant challenge are associated with solving optimal structural design problems involving the failure probability in the objective and constraint functions. In this paper, we develop gradient based optimization algorithms for estimating the solution of three classes of such problems in the case of continuous design variables. Our approach is based on a sequence of approximating design problems, which is constructed and then solved by a semiinfinite optimization algorithm. The Construction consists of two steps: First, the failure probability terms in the objective function are replaced by auxiliary variables resulting in a simplified objective function. The Auxiliary variables are determined automatically by the optimization algorithm. Second, the failure probability constraints are replaced by a parametrized first order approximation. The Parameter values are determined in an adaptive manner based on separate estimations of the failure probability. Any computational reliability method, including first order reliability and second order reliability methods and Monte Carlo simulation, can be used for this purpose. After repeatedly solving the approximating problem, an approximate solution of the original design problem is found, which satisfies the failure probability constraints at a precision level corresponding to the selected reliability method. The Approach is illustrated by a series of examples involving optimal design and maintenance planning of a reinforced concrete bridge girder.
Le défi significatif sont associés à résoudre des problèmes structuraux optimaux de conception impliquant la probabilité d'échec dans les fonctions d'objectif et de contrainte. En cet article, nous développons le gradient basé des algorithmes d'optimisation pour estimer la solution de trois classes de tels problèmes dans le cas des variables continues de conception. Notre approche est basée sur un ordre de rapprocher des problèmes de conception, qui est construit et puis résolu par un algorithme d'optimisation de semiinfinite. La construction se compose de deux étapes : D'abord, les limites de probabilité d'échec dans la fonction objective sont remplacées par des variables auxiliaires ayant comme conséquence une fonction objective simplifiée. Les variables auxiliaires sont déterminées automatiquement par l'algorithme d'optimisation. En second lieu, les contraintes de probabilité d'échec sont remplacées par a parametrized la première approximation d'ordre. Les valeurs de paramètre sont déterminées d'une façon adaptative basée sur des évaluations séparées de la probabilité d'échec. N'importe quelle méthode informatique de fiabilité, y compris la première fiabilité d'ordre et les méthodes de fiabilité du second degré et la simulation de Monte Carlo, peut être employée à cette fin. Après avoir à plusieurs reprises résolu le problème rapprochant, une solution approximative du problème original de conception est trouvée, qui satisfait les contraintes de probabilité d'échec à une correspondance de niveau de précision à la méthode choisie de fiabilité. L'approche est illustrée par une série d'exemples comportant la conception et la planification optimales d'entretien d'une poutre en béton renforcée de pont.
En ligne : joroyset@nps.edu, adk@ce.berkeley.edu, polak@eeccs.berkeley.edu [article] Optimal Design with Probabilitisc Objective and Constraints = Conception Optimale avec l'Objectif et les Contraintes Probabilistes [texte imprimé] / Royset, Johannes O., Auteur ; Schueller, Gerhart L., Editeur scientifique ; Der Kiureghian, Armen, Auteur ; Polak, Elijah, Auteur . - 107-118 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 107-118 p.
Mots-clés : Optimization models Algorithms Probability Structural design Constraints Modèles d'optimisation Algorithmes Probabilité Conception structurale Contraintes Index. décimale : 621.34 Résumé : Significant challenge are associated with solving optimal structural design problems involving the failure probability in the objective and constraint functions. In this paper, we develop gradient based optimization algorithms for estimating the solution of three classes of such problems in the case of continuous design variables. Our approach is based on a sequence of approximating design problems, which is constructed and then solved by a semiinfinite optimization algorithm. The Construction consists of two steps: First, the failure probability terms in the objective function are replaced by auxiliary variables resulting in a simplified objective function. The Auxiliary variables are determined automatically by the optimization algorithm. Second, the failure probability constraints are replaced by a parametrized first order approximation. The Parameter values are determined in an adaptive manner based on separate estimations of the failure probability. Any computational reliability method, including first order reliability and second order reliability methods and Monte Carlo simulation, can be used for this purpose. After repeatedly solving the approximating problem, an approximate solution of the original design problem is found, which satisfies the failure probability constraints at a precision level corresponding to the selected reliability method. The Approach is illustrated by a series of examples involving optimal design and maintenance planning of a reinforced concrete bridge girder.
Le défi significatif sont associés à résoudre des problèmes structuraux optimaux de conception impliquant la probabilité d'échec dans les fonctions d'objectif et de contrainte. En cet article, nous développons le gradient basé des algorithmes d'optimisation pour estimer la solution de trois classes de tels problèmes dans le cas des variables continues de conception. Notre approche est basée sur un ordre de rapprocher des problèmes de conception, qui est construit et puis résolu par un algorithme d'optimisation de semiinfinite. La construction se compose de deux étapes : D'abord, les limites de probabilité d'échec dans la fonction objective sont remplacées par des variables auxiliaires ayant comme conséquence une fonction objective simplifiée. Les variables auxiliaires sont déterminées automatiquement par l'algorithme d'optimisation. En second lieu, les contraintes de probabilité d'échec sont remplacées par a parametrized la première approximation d'ordre. Les valeurs de paramètre sont déterminées d'une façon adaptative basée sur des évaluations séparées de la probabilité d'échec. N'importe quelle méthode informatique de fiabilité, y compris la première fiabilité d'ordre et les méthodes de fiabilité du second degré et la simulation de Monte Carlo, peut être employée à cette fin. Après avoir à plusieurs reprises résolu le problème rapprochant, une solution approximative du problème original de conception est trouvée, qui satisfait les contraintes de probabilité d'échec à une correspondance de niveau de précision à la méthode choisie de fiabilité. L'approche est illustrée par une série d'exemples comportant la conception et la planification optimales d'entretien d'une poutre en béton renforcée de pont.
En ligne : joroyset@nps.edu, adk@ce.berkeley.edu, polak@eeccs.berkeley.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 119-123 p.
Titre : Nonlinear Analytical Solution for Cable Truss Titre original : Solution Analytique Non-Linéaire pour la Botte de Câble Type de document : texte imprimé Auteurs : Kmet, Stanislav, Auteur ; Kokorudova, Zuzana, Auteur ; Ronald Y. S. Pak, Editeur scientifique Article en page(s) : 119-123 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Cables Trusses Tension structures Nonlinear analysis Closed form solutions Botte Structures de tension Analyse non-linéaire Solutions fermées de forme Index. décimale : 621.34 Résumé : In this technical note the nonlinear closed form static solution of the suspended biconvex and biconcave cable trusses with unmovable, movable, or elastic yielding supports subjected to vertical distributed load applied over the entire span is presented. Irvine's linearized forms of the deflection and the cable equations are modified because the effects of the nonlinear truss behavior needed to beincorporated in them. The Concrete form of the system of two nonlinear cubic c able equations is derived and presented. From a solution of a nonlinear vertical equilibrium equation for a loaded cable truss, the additional vertical deflection is determined. The Transformation analytical model serves to determine the response, i.e., horizontal components of cable forces and deflection of the geometrically nonlinear truss, due to the applied loading, considering effects of elastic deformations, temperature changes, and elastic supports. The Deflection of asymmetric prestressed cable trusses has been compared with Irvin's linear solution as well as the nonlinear finite element model results.
Dans cette note technique la solution statique de forme fermée non-linéaire du câble biconvex et biconcave suspendu bottelle avec unmovable, mobile, ou des appuis de rendement élastiques soumis à la charge distribuée verticale appliquée au-dessus de l'envergure entière est présentés. Les formes linéarisées d'Irvine du débattement et des équations de câble sont modifiées parce que les effets du comportement non-linéaire de botte requis beincorporated dans eux. La forme concrète du système de deux équations capables cubiques non-linéaires de c est dérivée et présentée. À partir d'une solution d'une équation verticale non-linéaire d'équilibre pour une botte chargée de câble, le débattement vertical additionnel est déterminé. Le modèle analytique de transformation sert à déterminer la réponse, c.-à-d., composants horizontaux des forces de câble et débattement de la botte géométriquement non-linéaire, dû au chargement appliqué, considérant des effets des déformations élastiques, des changements de température, et des appuis d'élastique. Le débattement de la botte précontrainte asymétrique de câble a été comparé à la solution linéaire d'Irvin aussi bien que les résultats finis non-linéaires de modèle d'élément.
En ligne : stanislav.kmet@tuke.sk [article] Nonlinear Analytical Solution for Cable Truss = Solution Analytique Non-Linéaire pour la Botte de Câble [texte imprimé] / Kmet, Stanislav, Auteur ; Kokorudova, Zuzana, Auteur ; Ronald Y. S. Pak, Editeur scientifique . - 119-123 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°1 (Janvier 2006) . - 119-123 p.
Mots-clés : Cables Trusses Tension structures Nonlinear analysis Closed form solutions Botte Structures de tension Analyse non-linéaire Solutions fermées de forme Index. décimale : 621.34 Résumé : In this technical note the nonlinear closed form static solution of the suspended biconvex and biconcave cable trusses with unmovable, movable, or elastic yielding supports subjected to vertical distributed load applied over the entire span is presented. Irvine's linearized forms of the deflection and the cable equations are modified because the effects of the nonlinear truss behavior needed to beincorporated in them. The Concrete form of the system of two nonlinear cubic c able equations is derived and presented. From a solution of a nonlinear vertical equilibrium equation for a loaded cable truss, the additional vertical deflection is determined. The Transformation analytical model serves to determine the response, i.e., horizontal components of cable forces and deflection of the geometrically nonlinear truss, due to the applied loading, considering effects of elastic deformations, temperature changes, and elastic supports. The Deflection of asymmetric prestressed cable trusses has been compared with Irvin's linear solution as well as the nonlinear finite element model results.
Dans cette note technique la solution statique de forme fermée non-linéaire du câble biconvex et biconcave suspendu bottelle avec unmovable, mobile, ou des appuis de rendement élastiques soumis à la charge distribuée verticale appliquée au-dessus de l'envergure entière est présentés. Les formes linéarisées d'Irvine du débattement et des équations de câble sont modifiées parce que les effets du comportement non-linéaire de botte requis beincorporated dans eux. La forme concrète du système de deux équations capables cubiques non-linéaires de c est dérivée et présentée. À partir d'une solution d'une équation verticale non-linéaire d'équilibre pour une botte chargée de câble, le débattement vertical additionnel est déterminé. Le modèle analytique de transformation sert à déterminer la réponse, c.-à-d., composants horizontaux des forces de câble et débattement de la botte géométriquement non-linéaire, dû au chargement appliqué, considérant des effets des déformations élastiques, des changements de température, et des appuis d'élastique. Le débattement de la botte précontrainte asymétrique de câble a été comparé à la solution linéaire d'Irvin aussi bien que les résultats finis non-linéaires de modèle d'élément.
En ligne : stanislav.kmet@tuke.sk
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