آنالیز مودال صفحه مستطیلی قائم نیمه‌مغروق در آب با شرایط تکیه‌گاهی مختلف

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشگاه جامع امام حسین(ع)

2 دانشیار، دانشگاه جامع امام حسین(ع)

چکیده

بدنه بسیاری از شناورهای دریایی در معرض بارگذاری دینامیکی امواج سطح آزاد دریا می‌باشند، لذا شناسایی رفتار دینامیکی و ارتعاشی سازه-های دریایی که تحت تاثیر اثرات نامتقارن و ناهمگن محیطی قرار دارند یکی از موضوعات مهم در بحث طراحی این نوع از سازه‌ها می‌باشد. در این مقاله، به آنالیز ارتعاشی صفحه مستطیلی به عنوان مدلی از پوسته فلزی بدنه شناورهای دریایی، در شرایط مغروق در مجاورت سطح آزاد توسط نرم افزار آباکوس پرداخته شده است. جهت اعتبارسنجی روش عددی، اثرات عمق غوطه‌وری بر فرکانس طبیعی مود اول یک ورق دایروی مقید محیطی که موازی با سطح آزاد آب قرار گرفته است به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. با ارزیابی 81 مود ارتعاشی استخراج شده، مشخص شد که افت شدید فرکانس طبیعی با افزایش ارتفاع سیال، از یک موقعیت خاص آغاز می‌شود که موقعیت آن ارتباط مستقیم با نوع شرایط مرزی دارد. در آنالیز مودال سازه‌ها می‌توان اذعان نمود که عمده فرکانس کاهش یافته بر اثر جرم افزوده، با تماس یک طرفه سیال و سازه ایجاد می‌شود و پس از آن درصورتی که طرف دیگر سازه در تماس با سیال قرار بگیرد تاثیر بسیار کمی در کاهش فرکانس طبیعی خواهد داشت که در این تحقیق به وضوح نمایان است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Kerboua Y, Lakis AA, Thomas M, Marcouiller L  (2008) Vibration analysis of rectangular plates coupled with fluid. Appl Math Model 32: 2570-2586.

[2] Robinson NJ,  Palmer SC (1990) A modal analysis of a rectangular plate floating on an incompressible liquid. J Sound  Vibration 142(3): 453-460.

[3] Ginsberg  JH,  Chu P (1992) Asymmetric vibration of heavily fluid-loaded circular plate using variational principles. J Acoustic America 91(2): 894-906.

[4] Amabili M, Frosali G, Kwak MK (1996) Free vibrations of annular plates coupled with fluids. J Sound  Vibration 191(5): 825-846.

[5] Amabili M, Dalpiaz G (1998) Vibrations of base plates in annular cylindrical tanks: theory and experiments. J Sound  Vibration  210: 329-350.

[6] Kwak MK, Amabili, M (1999) Hydroelastic vibration of free-edge annular plates. ASME J Vibration  Acoustics  121: 26-32.

[7] Kwak MK, Han, SB (2000) Effect of fluid depth on the hydroelastic vibration of free- edge circular plate. J Sound  Vibration 230(1): 171-185.

[8] Zhou D,  Cheung YK (2000) Vibration of vertical rectangular plate in contact with water on one side. Earthquake Eng Struct Dynam  29: 693-710.

[9] Amabili M (2001) Vibrations of circular plates resting on a sloshing liquid: solution of the fully coupled problem. J Sound  Vibration 245(2): 261-283.

[10] Jeong  KH, Yoo GH,  Lee SC (2003) Hydroelastic vibration of two identical rectangular plates. J Sound  Vibration  272: 539-555.

[11] Jeong KH (2003)  Free vibration of two identical circular plates coupled with bounded fluid. J Sound  Vibration  260: 653-670.

[12] انصاریان ی، جعفری ع ا (1396) بررسی ارتعاشات آزاد و اجباری پوسته استوانه­ای کامپوزیتی محتوی سیال. مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه­ها و شاره­ها 109-93 :(2)7.

[13] Jeong  KH, Kim KJ (2005) Hydroelastic vibration of a circular plate submerged in a bounded compressible fluid. J Sound  Vibration  283: 153-172.

[14] Zhou D,  Liu W (2007) Hydroelastic vibrations of flexible rectangular tanks partially filled with liquid. J Numerical Methods Eng  71: 149-174.

[15] Esmailzadeh M, Lakis AA, Thomas M,  Marcouiller L (2008) Three-dimensional modeling of curved structures containing and/or submerged in fluid. Finite Element Analys  Design 44: 334-345.

[16] Hosseini-Hashemi S, Karimi M, Rokni Damavandi Taher H (2010) Vibration analysis of rectangular Mindlin plates on elastic foundations and vertically in contact with stationary fluid by the Ritz method. Ocean Eng 37: 174-185.

[17] Hosseini-Hashemi S, Karimi M, Rokni H (2012) Natural frequencies of rectangular Mindlin plates coupled with stationary fluid. Appl Math Model  36: 764-778.

[18] Goudarzi MA, Sabbagh-Yazdi SR (2012) Analytical and experimental evaluation on the effectiveness of upper mounted baffles with respecttocomm only used baffles. Ocean Eng 42: 205-217.

[19] Askari E, Jeong KH, Amabili M (2013) Hydroelastic vibration of circular plates immersed in a liquid-filled container with free surface. J Sound  Vibration 332: 3064-3085.

[20] Nasseroleslami A, Salari M (2016) Experimental and numerical analysis of the effect of immersion depth on the natural frequencies of a bounded circular plate submerged in vicinity of the water free surface. Modares Mechanical Engineering 16(6): 396-402. (in Persian)

[21] ناصرالاسلامی ا، سالاری م (1394) آنالیز مودال مخزن استوانه­ای غوطه­ور در سیال تراکم ناپذیر با شرایط تکیه­گاهی مختلف. کنفرانس بین المللی یافته­های نوین پژوهشی در مهندسی صنایع و مهندسی مکانیک، دانشگاه تهران.