حل مسایل معکوس الاستودینامیک دوبعدی با استفاده از روش ترکیبی المان محدود- تفاضل محدود و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات

هدف مقاله حاضر توسعه روش ترکیبی اجزای محدود- تفاضل محدود به منظور حل مسائل معکوس به صورت کمی می-باشد که در آن، محیط مسئله در نواحی دور از ناهمگنی با استفاده از روش تفاضل محدود مدل می گردد و فضای مسئله در حوالی ناهمگنی با استفاده از روش المان محدود مدلسازی می شود و به این ترتیب به طور همزمان از قابلیت های انعطاف پذیری روش المان محدود و سرعت بالای آنالیز روش تفاضل محدود بهره گرفته می شود. در این مقاله، از روش فوق به همراه الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات برای اولین بار در حل مسائل معکوس الاستواستاتیک و الاستودینامیک استفاده شده است. الگوریتم بهینه سازی در نرم افزار MATLAB کد نویسی شده است و با نرم افزار OpenSees ارتباط داده شدهاند، به گونه ای در هر گام زمانی، مسئله ابتدا در نرم افزار OpenSees به صورت اجزای محدود حل می گردد و سپس نتایج برای گام زمانی بعدی بر اساس الگوریتم روش المان محدود-تفاضل محدود در برنامه تهیه شده در نرم افزار MATLAB تعیین می گردد و سپس در قسمت الگوریتم بهینهسازی ازدحام ذرات کد تهیه شده، مقادیر متغیر تا حداقل شدن تابع هزینه به پیش می رود. به منظور ارزیابی کارایی روش مورد استفاده، چندین مثال با هدف شناسایی موقعیت و ابعاد ناهمگنی موجود در محیط و همچنین مشخصات مکانیکی مصالح با استفاده از بارگذاری استاتیکی و دینامیکی مورد بررسی قرار گرفت که نتایج بدست آمده حاکی از حل مسائل با دقت قابل قبول می باشد، به گونه ای که در تعیین موقعیت و هندسه کمتر از ۱۰ درصد و در تعیین مشخصات مکانیکی بدون خطا مشاهده گردید.

کلیدواژه ها:

Hybrid FEM-FDM method ، Particle Swarm Algorithm ، Quantitative inverse problems ، ۲D Elastodynamic ، روش ترکیبی اجزای محدود- تفاضل محدود ، الگوریتم ازدحام ذرات ، مسائل کمی معکوس ، الاستودینامیک دوبعدی