مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

حل مسائل وابسته به زمان با استفاده از روش توابع پایه نمایی تعمیم‌یافته

نویسندگان
1 دانشگاه اصفهان - دانشکده مهندسی عمران و حمل و نقل - گروه عمران
2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه یزد
چکیده
در اکثر رشته‌های مهندسی نیاز به حل معادلات دیفرانسیل پاره‌ای وجود دارد. محاسبه جواب دقیق برای این دسته از معادلات به جز در موارد خاص امکان‌پذیر نمی‌باشد، که این امر باعث افزایش اهمیت روش‌های عددی می‌شود. همگام با پیشرفت در علم و تکنولوژی روش‌های جدیدی برای حل معادلات دیفرانسیل پاره‌ای ارائه شده است. از جمله این روش‌ها می‌توان به روش‌های بدون‌ شبکه اشاره کرد. یکی از این روش‌ها که در سال‌های اخیر توسعه یافته است، روش بدون شبکه توابع پایه نمایی تعمیم یافته می‌باشد. در این روش تابع مجهول به صورت ترکیب خطی از توابع نمایی در نظر گرفته می‌شود. در مسائل خطی ضرایب به صورتی محاسبه می‌شوند که فرم همگن معادله در نقاط شبکه به صورت دقیق برآورده شود. برای حل مسائل غیرخطی، معادله دیفرانسیل و شرایط مرزی با استفاده از رویکرد نیوتن-کانترویچ، خطی‌سازی و حل می‌شوند. در این مقاله این روش به مسائل وابسته به زمان توسعه داده شده است. به منظور بررسی کارایی روش مسائل خطی و غیرخطی وابسته به زمان در مکانیک جامدات با بهره‌گیری از این روش بررسی شده است. مقایسه نتایج حاصل از روش پیشهادی با جواب‌های تحلیلی نشان از دقت مناسب (خطای کمتر از 1 درصد) روش ارائه شده دارد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Solving time-dependent problems using the generalized exponential basis functions method

نویسندگان English

Farshid Mossaiby 1
Mohammad Javad Bahonar 2
Azita Asadi 2
1 University of Isfahan, Department of Civil Engineering
2 Department of Civil Engineering, Yazd University
چکیده English

Partial differential equations are needed in most of the engineering fields. Analytical solutions to these equations cannot be derived except in some very special cases, making numerical methods more important. Alongside advances in science and technology, new methods have been proposed for solution of partial differential equations, such as meshless methods. Recently, the generalized exponential basis function (GEBF) meshless method has been introduced. In this method the unknown function is approximated as a linear combination of exponential basis functions. In linear problems, the unknown coefficients are calculated such that the homogenous form of main differential equation is satisfied in all points of the grid. In order to solve nonlinear equations, Newton-Kantorovich scheme is first used to linearize them. The linearized equations are then solved iteratively to obtain the result. In this paper, time dependent problems in solid mechanics have been investigated. In order to examine performance of the proposed method, linear and non-linear problems in solid mechanics are considered and the results are compared with analytical solutions. The results show good accuracy (less than 1 percentage error) of the presented method.

کلیدواژه‌ها English

generalized exponential basis function
Numerical methods
meshless methods
linear and non-linear problems
time marching