تحلیل ارتعاشات لوله حامل سیال ویسکوز واقع بر بستر ویسکو- الاستیک با روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک

مطالعه رفتار ارتعاشی و پایداری لوله های حامل سیال به دلیل کاربرد فراوان آنها در صنعت، حائز اهمیت می باشد. برای حل معادله حاکم بر رفتار ارتعاشی این لوله ها که به صورت معادله دیفرانسیل پاره ای شامل مشتقات ترکیبی نسبت به مکان و زمان است، از روش های تقریبی و عددی متعددی استفاده شده است. از جمله این روش ها می توان به روش المان محدود کلاسیک و المان محدود طیفی اشاره کرد. در این مقاله بررسی رفتار ارتعاشی لوله حامل سیال ویسکوز واقع بر روی بستر ویسکو الاستیک با استفاده از روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک داوبچیز انجام گرفته است. به این منظور پس از استخراج معادله حاکم بر ارتعاشات لوله حامل سیال، پاسخ ارتعاشی با استفاده از روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک به دست آمده و تاثیر پارامترهای سیستم از جمله ثابت بستر الاستیک، چگالی سیال، نیروی محوری، و تاثیر تابع مقیاس انتخابی بر پاسخ، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از افزایش سرعت بحرانی به دلیل افزایش سفتی بستر الاستیک، کاهش نیروی محوری فشاری و کاهش چگالی سیال است. از بررسی روش حل، مشاهده می شود که در هر درجه از موجک داوبچیز، افزایش مقیاس باعث افزایش دقت حل می شود. همچنین در این مقاله برای نشان دادن مزایای روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک، برای حالتی که حل تحلیلی مساله وجود دارد پاسخ با استفاده از روش تحلیلی و روش المان محدود کلاسیک نیز استخراج و با نتایج حاصل از روش المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک مقایسه شده ‍ اند.

کلیدواژه ها:

Fluid conveying pipe ، Finite element method ، Wavelet- based spectral finite element method ، Daubchies wavelet ، لوله حامل سیال ، المان محدود ، المان محدود طیفی بر پایه تبدیل موجک ، موجک های داوبچیز