تحلیل استاتیکی سد بتنی وزنی با استفده از المان چهارگوش منیفلد مرتبه بالا

سدهای بتنی وزنی از سازه های هیدرولیکی پر اهمیت و کاربردی برای مهار سیلاب ها و ذخیره آب موردنیاز برای مصارف کشاورزی، صنعتی، مسکونی، پرورش آبزیان، کشتی رانی و تولید برق می باشد. این سدها به نحوی طراحی می شوند که وزن سد بتواند نیروهای خارجی وارد بر سد را خنثی کند خرابی این گونه سدها در اثر لغزش سد روی قاعده یا لغزش هر قطعه از سد روی سطح افقی قطعه پایینی اتفاق می افتد، یکی از روش های تحلیل سدهای بتنی وزنی روش عددی اجزاء محدود می باشد که در این روش برای افزایش دقت، نیاز به افزایش تعداد المان ها و در نتجیه افزایش تعداد گره ها می باشد که این امر موجب افزایش هزینه محاسباتی می گردد، همچنین روش اجزاء محدود در تحلیل مسائل ترک دارای ضعف می باشد، در حالیکه استفاده ازروش عددی منیفلد مرتبه بالا با المان چهارگوش می تواند جایگزین مناسبی برای روش اجزاء محدود باشد. در این تحقیق، روش عددی منیفلد مرتبه بالا بر مبنی توابع شکل LSPIM و با همراه سازی این روش با روش بدون مش، ارائه شده است. در این روش، وابستگی خطی روش عددی منیفلد کلاسیک رفع شده و با تغییرات کوچکی که در توابع شکل LSPIM انجام شده است، اعمال شرایط مرزی در این روش مشابه روش اجزاء محدود به آسانی امکان پذیر است. در این مقاله سد بتن وزنی کوینا بهکمک روش عددی منیفلد مرتبه بالا بر مبنی توابع شکل LSPIM در نرم افزار متلب کدنویسی شده است. در انتها مشاهده شد که دقت تغییرمکان ناشی از فشار آب در سد کوینا با مدل ۲۴ المان منیفلد چهارگوش مرتبه بالا، خطایی کمتر از ۶ درصد نسبت به پاسخ های حل تحلیلی دارد، این در حالی است که همین سد با ۲۴ المان چهارگوش اجزاء محدودی ۱۸ درصد نسبت به پاسخ های روش تحلیلی خطا دارد. براساس نتایج بدست آمده می توان نتیجه گرفت که در روش ارائه شده با تعداد المان کمتر به پاسخ دقیق تر می توان دست پیدا کرد که موجب کاهش هزینه محاسباتی و افزایش دقت تحلیل می گردد.

Keywords:

تحلیل استاتیکی , سد بتنی وزنی , روش عددی منیفلد , المان چهارگوش , روش بدون مش