كليدواژه :
لوله حامل سيال , المان محدود , المان محدود طيفي بر پايه تبديل موجك , موجك‌هاي داوبچيز
چكيده فارسي :
مطالعه رفتار ارتعاشي و پايداري لوله‌هاي حامل سيال به دليل كاربرد فراوان آنها در صنعت، حائز اهميت مي‌باشد. براي حل معادله حاكم بر رفتار ارتعاشي اين لوله‌ها كه به صورت معادله ديفرانسيل پاره‌اي شامل مشتقات تركيبي نسبت به مكان و زمان است، از روش‌هاي تقريبي و عددي متعددي استفاده شده است. از جمله اين روش‌ها مي‌توان به روش المان محدود كلاسيك و المان محدود طيفي اشاره كرد. در اين مقاله بررسي رفتار ارتعاشي لوله حامل سيال ويسكوز واقع بر روي بستر ويسكو الاستيك با استفاده از روش المان محدود طيفي بر پايه تبديل موجك داوبچيز انجام گرفته است. به اين منظور پس از استخراج معادله حاكم بر ارتعاشات لوله حامل سيال، پاسخ ارتعاشي با استفاده از روش المان محدود طيفي بر پايه تبديل موجك به دست آمده و تأثير پارامترهاي سيستم از جمله ثابت بستر الاستيك، چگالي سيال، نيروي محوري، و تأثير تابع مقياس انتخابي بر پاسخ، مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاكي از افزايش سرعت بحراني به دليل افزايش سفتي بستر الاستيك، كاهش نيروي محوري فشاري و كاهش چگالي سيال است. از بررسي روش حل، مشاهده مي‌شود كه در هر درجه از موجك داوبچيز، افزايش مقياس باعث افزايش دقت حل مي‌شود. همچنين در اين مقاله براي نشان دادن مزاياي روش المان محدود طيفي بر پايه تبديل موجك، براي حالتي كه حل تحليلي مسأله وجود دارد پاسخ با استفاده از روش تحليلي و روش المان محدود كلاسيك نيز استخراج و با نتايج حاصل از روش المان محدود طيفي بر پايه تبديل موجك مقايسه شده‌‍‌اند.
چكيده لاتين :
Study of vibrational behavior and stability of fluid conveying pipes is important due to their large applications in industry. Several methods are used to solve the equation governing the vibration behavior of the fluid conveying pipes, e.g., the classical finite element method and the spectral finite element method. In the present study, the vibration behavior of the viscous fluid conveying pipe embedded in a visco-elastic foundation is investigated using the wavelet- based spectral finite element method. For this purpose, after deriving the equation governing the vibrations of the fluid conveying pipe, the vibration response is obtained using the mentioned method and the effects of the system parameters, such as the elastic foundation constant, fluid density, axial force, as well as the effect of the scale of the utilized scaling function on the system response, have been studied. The results indicate that by increasing the elastic foundation stiffness and/or, reducing the axial compressive force and the fluid density, the critical speed increases. Besides, the results show that increasing in scale of Daubchies scaling functions, increases the response accuracy. Also, to illustrate the advantages of the wavelet based spectral finite element method, for the case in which the analytical solution exists, the system time responses are compared with those obtained by the analytical method and the classical finite element method.
