اثرات شرایط مرزی در دقت و کارایی روش المان محدود برای تحلیل نابه جایی گسل درون نیم فضای ارتجاعی همگن

در این پژوهش، میدان جابه جایی سطح آزاد زمین براثر نابه جایی گسل در نیم فضای همگن ارتجاعی با روش المان محدود بررسی شده است. مرزها بر روی نتایج حاصل از روش المان محدود تاثیر شایانی دارند، به ویژه اگر دامنه مسئله دارای مرزهایی بی نهایت باشد. بنابراین باید تدابیر مناسبی برای افزایش کارایی و دقت روش اندیشیده شود. برای دستیابی به نتایج جامع در این زمینه، مدل سازی مرزها در این مقاله با دو رویکرد انجام شده است. رویکرد اول از المان های رایج برای مرزها استفاده می کند، اما رویکرد دوم از المان های نامحدود بهره می جوید. برای راستی آزمایی نتایج، هر مسئله با چند شبکه گوناگون بررسی شده تا تاثیر شبکه نیز دیده شده و پاسخ های عددی با روابط تحلیلی اوکادا مقایسه می گردد. در کنار اثرات نوع مدل سازی مرزها تاثیر شبکه نیز دیده شده تا بتوان بر این اساس به رویکرد مناسب مدل سازی که با تعداد المان کمتری منجر به نتیجه مطلوبی می شود، دست پیدا کرد. در روند مدل سازی برای شبیه سازی نابه جایی گسل، از المان های تماسی استفاده شده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که استفاده از المان نامحدود نه تنها برای مسائل نابه جایی لازم است بلکه موجب افزایش کارایی و دقت روش المان محدود می شود، به طوری که با شبکه های درشت تر می تواند به نتیجه مناسبی منجر شود.

کلیدواژه ها:

Fault dislocation ، Numerical simulation ، Infinite element ، Elastic half-space ، Finite element method. ، نابه جایی گسل ، شبیه سازی عددی ، المان نامحدود ، نیم فضای ارتجاعی ، روش المان محدود.