Structural analysis under blast loading
Patlama yüklemeleri ile yapı analizi
- Tez No: 826154
- Danışmanlar: PROF. DR. SÜHA ORAL, PROF. DR. MUSTAFA UĞUR POLAT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Akışkan-yapı etkileşimi, Hava şoku, Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Yüksek mertebeli sonlu elemanlar, Fluid-structure interaction, Air blast, Computational fluid dynamics (HAD), Higher order finite elements
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Açık alan koşullarına kıyasla, çoklu şok dalgası yansımaları nedeniyle kapalı ve yarı-kapalı alanlarda patlama yüklemeleri genellikle daha fazla yoğunlaşır. Bu tür alanların duvarlarındaki basınç dağılımını zamanla anlamak, yapısal bütünlüğün değerlendirilmesi için önemlidir. Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (CFD) basınç değişimini zaman içinde doğru bir şekilde modelleyebilir. Ancak, duvarlardaki önemli deformasyonlar da şok dalgası etkileşimlerini ve basınç dağılımını etkiler, bu nedenle kapalı/ yarı-kapalı ortamlarda patlama yükü altındaki yapısal bütünlüğün kapsamlı bir incelemesi için birleşik bir çözüm gereklidir. Bu tez, belirtilen Akışkan-Yapı Etkileşimi (FSI) problemine yönelik bir bölünmüş eş-zamanlı simülasyon tekniği ile birlikte Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) yaklaşımını önermektedir. Akışkan alanı için Sonlu Hacimli Hesaplamalı Akışkan Dinamiği Modeli, katı alanı için ise Doğrusal Olmayan Sonlu Eleman Modeli kullanılmıştır. Bu alanlar, harici bağlanmış bölünmüş yaklaşımla eş-zamanlı olarak simüle edilmiştir. Alan ayrıştırma gereksinimleri, akışkan ve katı alanlar arasında farklılık gösterir, bu da arayüzde uyumsuz ağlara yol açar. Bunu ele almak için, bu çalışma, sınırlardaki uyumsuz ağlar arasında veri aktarımı ile ilgilenmek üzere basınç ve deplasman eşleme tekniklerini önermektedirç Bu tezin merkezi katkıları, yarı-kapalı patlama analizi için bir simülasyon çerçevesi önermesi ve uyumsuz ağlar arasında iki yönlü korunumlu veri aktarımı için yeni bir hibrid yaklaşım geliştirmesidir. Bu ilerlemeler, bu karmaşık alandaki modelleme ve analiz yeteneklerini önemli ölçüde artırır.
Özet (Çeviri)
Blast loading in confined and semi-confined spaces often becomes amplified compared to free-field conditions due to multiple shock reflections. Understanding the temporal distribution of pressure on the walls of such spaces is crucial for assessing structural integrity. Computational Fluid Dynamics (CFD) can accurately model the evolution of pressure over time. However, significant wall deformations also influence shock wave interactions and pressure distribution, necessitating a coupled solution to adequately investigate structural integrity under blast loading in confined/semiconfined environments. This thesis proposes a partitioned co-simulation technique with an Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) approach to tackle the aforementioned Fluid-Structural Interaction (FSI) problem. A Finite Volume Computational Fluid Dynamics Model is employed for the fluid domain, while a Non-linear Finite Element Model is utilized for the solid domain. These domains are co-simulated using an explicitly coupled partitioned approach. The requirements for domain discretization diverge between the fluid and solid domains, resulting in non-conformal meshes at the interface. To address this, this work proposes new mapping techniques for transferring data between non-conformal meshes at the boundary, specifically for pressure mapping and displacement mapping. The pivotal contributions of this thesis lie in proposing a simulation framework tailored for semi-confined explosion analysis and a novel hybrid approach for bi-directional conservative data transfer between non-conformal meshes. These advancements significantly enhance the capabilities and accuracy of modeling and analysis in this complex field.
Benzer Tezler
- Avnik demir cevherlerinden hazırlanan peletlerin indirgenme davranışlarına CaO, Na2O ve K2O'in etkisi
The Effect of CaO, Na2O and K2O to the reduction behaviour of pellets prepared from avnik iron ores
MUSTAFA KELAMİ ŞEŞEN
- Katmanlı kompozit panellerin anlık basınç yüküne dinamik cevabı
Dynamic response of laminated composite panels subjected to blast loading
HALİT S. TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Demiryolu üstyapısı hesaplarının sonlu elemanlar yöntemiyle analizi
Başlık çevirisi yok
HAKAN GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNAL SEÇKİN
- Analysis of reinforced concrete structures subjected to blast loading
Betonarme yapıların patlama yükü altında analizi
SERKAN KARAPINAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
İnşaat MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. GÜLAY ALTAY
- Toplumsal ve tarihsel boyutlarıyla İngiliz tiyatrosunda sansür
Censorship on the English stage along with its social and historical dimensions
YAVUZ ÇELİK
Doktora
Türkçe
2005
İngiliz Dili ve EdebiyatıAtatürk Üniversitesiİngiliz Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM YEREBAKAN
- Safety assessment of R/C columns against explosive attacks by vehicle or human from exterior
Betonarme kolonların yüklü araç veya insanla dışarıdan patlatmalı terörist saldırılara karşı emniyetinin belirlenmesi
KARTAL ALTUNLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET TÜRER