بررسي عوامل عدم قطعيت در عملكرد ديناميكي اسكله به‎روش المان محدود اتفاقي با استفاده از مدل ماتريس تصادفي ويشارت

Investigation into the Uncertainty Parameters in Dynamic performance of Pier Stochastic Finite Element Method Using Wishart Random Matrix

مطالعه دقيق رفتار ديناميكي اسكله ها، بدليل كمبود اطلاعات درباره جز سيستم هاي تشكيل دهنده آنها، بسيار پيچيده است. در مدلسازي سيستم هاي ديناميكي پيچيده نظير چنين سازه هايي، بدليل وجود عوامل عدم قطعيت كه تعيين دقيق آنها امكانپذير نيست، نمي توان از روش هاي المان محدود مرسوم استفاده نمود. در اين مقاله ضمن مطالعه مدل فيزيكي يك سازه اسكله، وجود عدم قطعيت در خصوصيات ديناميكي آن، با استفاده از الحاق تعدادي نوسانگر جرم– فنر به عرشه اسكله بصورت تصادفي شبيه سازي شده و براي مطالعه عددي رفتار آن از روش المان محدود اتفاقي استفاده گرديده است. در اين راستا از مفهوم توزيع هاي متغير ماتريس تصادفي براي مدل نمودن خصوصيات ديناميكي سيستم استفاده شده و نهايتاً با مقايسه تابع پاسخ فركانسي حاصل از آزمايش هاي تجربي و مدلسازي عددي المان محدود اتفاقي، مشاهده گرديده است كه تابع چگالي احتمال ماتريس ويشارت به طور قابل قبولي پارامترهاي عدم قطعيت مورد نظر در پاسخ ديناميكي سيستم را ارزيابي و ردگيري مي كند.

Exact dynamic analysis of piers due to lack of information about their constituting sub systems, is very complicated. Ordinary finite element methods cannot be used in modeling of complex dynamic systems such as these structures since many uncertainty factors exist which cannot be identified exactly. In addition to physical modeling of a pier structure, existence of uncertainty in dynamic behavior of the structure is investigated in this article. This investigation is carried out by means of random attachment of number of mass-spring oscillators to deck. Furthermore, stochastic finite element method is implemented for numerical study of its behavior. Random matrix distribution concept is used for modeling of dynamic characteristic of system. And finally, by means of comparison between frequency response function derived from experimental study and numerical modeling of random finite element, it is observed that Wishart matrix probability density function assesses uncertainty parameters in dynamic response of the structure acceptably.