دانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231Structural Damage Detection using Frequency Response Function Index and Surrogate Model Based on Optimized Extreme Learning Machine Algorithmعیبیابی سازهها با استفاده از شاخص تابع پاسخ فرکانسی و مدل جایگزین مبتنی بر الگوریتم ماشین یادگیری حداکثر بهینه شده117315310.18869/acadpub.jcme.36.1.1FAرامینقیاسی*دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سیستان و بلوچستانJournal Article20221231Utilizing surrogate models based on artificial intelligence methods for detecting structural damages has attracted the attention of many researchers in recent decades. In this study, a new kernel based on Littlewood-Paley Wavelet (LPW) is proposed for Extreme Learning Machine (ELM) algorithm to improve the accuracy of detecting multiple damages in structural systems. ELM is used as metamodel (surrogate model) of exact finite element analysis of structures in order to efficiently reduce the computational cost through updating process. In the proposed two-step method, first a damage index, based on Frequency Response Function (FRF) of the structure, is used to identify the location of damages. In the second step, the severity of damages in identified elements is detected using ELM. In order to evaluate the efficacy of ELM, the results obtained from the proposed kernel were compared with other kernels proposed for ELM as well as Least Square Support Vector Machine algorithm. The solved numerical problems indicated that ELM algorithm accuracy in detecting structural damages is increased drastically in case of using LPW kernel.امروزه استفاده از مدلهای جایگزین مبتنی بر الگوریتمهای هوش مصنوعی در زمینه عیبیابی سازهها مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. در این تحقیق، جهت افزیش دقت الگوریتم تشخیص عیوب چندگانه در سیستمهای سازهای، کرنل جدیدی مبتنی بر موجک لیتلود پالی برای الگویتم هوش مصنوعی ماشین یادگیری حداکثر، توسعه داده میشود. بهمنظور کاهش حجم محاسبات بهروزرسانی مدل سازه از ماشین یادگیری حداکثر بهعنوان مدل جایگزین برای تحلیل اجزای محدود دقیق سازه استفاده میشود. در روش دو مرحلهای پیشنهادی در مرحله اول با استفاده از شاخص مبتنی بر تابع پاسخ فرکانسی سازه، المانهای معیوب مشخص میشود و در مرحله دوم شدت خرابی در این اعضا با استفاده از مدل جایگزین مبتنی بر ماشین یادگیری حداکثر تعیین میشود. برای مقایسه کارایی سیستم مبتنی بر ماشین یادگیری حداکثر، نتایج حاصل از کرنل پیشنهادی با سایر کرنلهای پیشنهاد شده برای ماشین یادگیری حداکثر و همچنین الگوریتم ماشین بردار پشتیبان حداقل مربعات، مقایسه شده است. مثالهای عددی حلشده بیانگر افزایش قابل توجه دقت الگوریتم ماشین یادگیری حداکثر در فرایند عیبیابی سازهها در صورت استفاده از کرنل موجکی لیتلود پالی است.https://jcme.iut.ac.ir/article_3153_ae4cefa6d668f6950e9905c4beceeac7.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231Comparative Study of Laminar Convective Heat Transfer and Pressure Drop of Nanofluids through Curved Geometriesبررسی مقایسهای انتقال حرارت جابهجایی آرام و افت فشار نانوسیالات در هندسههای خمیده1937315410.18869/acadpub.jcme.36.1.19FAاحسانابراهیمنیا بجستانپژوهشکده انرژی، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمانJournal Article20221231In this paper, numerical simulation of flow and heat transfer of Al2O3/water nanofluid has been carried out through three different geometries involving a straight pipe, a 90o curved pipe and a 180o curved pipe under constant heat flux condition. Employing singe-phase model for the nanofluid, the Navier-Stokes and energy equations for an incompressible and laminar flow have been solved in a body fitted coordinate system using a homemade code based on control-volume approach, while all thermophysical properties of the nanofluid are dependent on considered temperature. The effects of different nanoparticle concentration and centrifugal forces on the temperature and pressure field have been examined in detail. The accordance of numerical results with experimental data expresses the accuracy of the employed numerical method for simulating flow and heat transfer in the curved pipes, as well as the accuracy of the single-phase model of the nanofluid. The Presented results indicated that both the nanoparticle and curvature effects improve the heat transfer characteristics dramatically, but at the expense of considerable increase in pressure drop. Furthermore, the results showed that in order to obtain the optimum operating conditions of nanofluids, different parameters such as heat transfer enhancement and pressure drop must be considered simultaneously. Finally, a method has been proposed to indicate the proper nanofluid and flow geometry for special practical applications.در این مقاله شبیهسازی عددی جریان و انتقال حرارت نانوسیال اکسید آلومینیوم/ آب، در سه هندسه مختلف لوله مستقیم، لوله دارای خم °90 و لوله دارای خم °180 تحت شرایط شار حرارتی دیواره ثابت انجام شده است. معادلات انرژی و ناویر- استوکس تراکمناپذیر و آرام با درنظر گرفتن مدل تک فاز برای نانوسیال، در یک سیستم مختصات منطبق بر جسم با استفاده از برنامه نوشته شده توسط نویسندگان بر مبنای روش حجمکنترلی حل شدهاند در حالی که تمام خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیال تابع دما درنظر گرفته شدهاند. اثر کسرهای حجمی مختلف نانوذرات و همچنین نیروی گریز از مرکز برروی میدان دما و فشار مورد مطالعه قرار گرفته است. تطابق نتایج عددی با دادههای آزمایشگاهی موجود، بیانگر صحت مدلسازی عددی بهکار رفته برای شبیهسازی جریان و انتقال حرارت داخل لوله خمیده و همچنین صحت مدل تک فاز ارائه شده برای نانوسیال است. با توجه به نتایج بهدست آمده، وجود لوله خمیده و همچنین استفاده از نانوسیالها باعث بهبود چشمگیر مشخصههای انتقال حرارت میشوند، در حالیکه افت فشار قابل توجهی نیز ایجاد میکند. نتایج نشان میدهند که برای شرایط بهینه عملکرد نانوسیال، متغیرهای مختلفی چون افزایش انتقال حرارت و افت فشار را باید بهصورت همزمان مدنظر قرار داد. در انتها روشی برای انتخاب نانوسیال و هندسه مناسب برای کاربردهای خاص ارائه شده است.https://jcme.iut.ac.ir/article_3154_616aa7e9365f41b9160a351ed623e2c1.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231Simulation of Elastic Wave Propagation through Steel/Epoxy Phononic Crystal Waveguide by Displacement-Based Finite Difference Methodتحلیل انتشار امواج الاستیک درون هدایت کننده کریستال فونونیک فولاد- اپوکسی بهکمک روش تفاضل محدود بر مبنای جابهجایی3946315510.18869/acadpub.jcme.36.1.39FAمهرانمرادیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهانJournal Article20221231In order to obtain transmission spectra through a phononic crystal as well as its waveguide, a new algorithm is presented in this paper. By extracting displacement-based forms of elastic wave equations and their discretization, Displacement- Based Finite Difference Time Domain (DBFDTD) algorithm is presented. Two numerical examples are solvcd with this method and the results are compared with the conventional Finite Difference Time Domain (FDTD) method. In addition, the computational cost of the new approach has been compared with the conventional FDTD method. This comparison showed that the computation time of the DBFDTD method is 40 percent less than that of the conventional FDTD method.بهمنظور بهدست آوردن طیف عبور امواج در کریستال فونونیک و هدایت کننده مربوطه، یک الگوریتم جدید در این مقاله ارائه میشود. با استخراج فرم بر مبنای جابهجایی معادلات موج الاستیک و گسستهسازی آن، الگوریتم تفاضل محدود بر مبنای جابهجایی در حوزه زمان معرفی میشود. دو مثال عددی با این روش محاسبه و نتایج با روش مرسوم تفاضل محدود در حوزه زمان مقایسه میشود. بهعلاوه هزینه محاسباتی روش جدید با روش مرسوم تفاضل محدود در حوزه زمان مقایسه شده است. این مقایسه نشان داد که زمان محاسباتی لازم در روش تفاضل محدود بر مبنای جابهجایی در حوزه زمان 40 درصد از روش مرسوم تفاضل محدود در حوزه زمان کمتر است.https://jcme.iut.ac.ir/article_3155_d652fb14a462ebeab326ad43e7c78ae5.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231Nonlinear Bending Analysis of Composite Cylindrical Shells Reinforced by Functionally Graded Carbon Nanotube in Circumferential Directionتحلیل غیرخطی خمش پوسته استوانهای کامپوزیتی تقویت شده با توزیع تابعینانولولههای کربنی در راستای محیطی4765315610.18869/acadpub.jcme.36.1.47FAمحمد اسماعیلگلمکانیگروه مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهدJournal Article20221231In this study, nonlinear axisymmetric bending analysis of Functionally Graded Carbon Nanotube Reinforced Composite (FG-CNTRC) cylindrical shell is investigated. Four distribution types of carbon nanotubes along the thickness direction of shells are considered, including a uniform and three kinds of functionally graded distributions. The material properties of FG-CNTRC shells are determined according to the modified rule of mixture. The equilibrium equations are derived based on First-order Shear Deformation Shell Theory (FSDT) and nonlinear Donnell strains. The coupled nonlinear governing equations are solved by Dynamic Relaxation (DR) method combined with central finite difference technique for different combinations of simply supported and clamped boundary conditions. For this purpose, a FORTRAN computer program is provided to generate the numerical results. In order to verify the accuracy of the formulation and present method, the results are compared with those available in the literatures for ABAQUS finite element package, as well as a similar report for an isotropic function shell. The appropriate accordance of the results indicated the accuracy of employed numerical solution in the present study. Finally, a parametric study is carried out to study the effects of distribution of carbon nanotubes (CNTs), shell radius and width-to-thickness ratios, boundary conditions and volume fraction of CNTs on the deflection, stress and moment resultants in detail. The results show that with increase of CNTS volume fractions, the O and UD distributions have the most and the least decrease of deflection, respectively, in both clamped and simply supported boundary conditions.در این تحقیق تحلیل غیرخطی خمش متقارن محوری پوستههای استوانهای کامپوزیتی تقویت شده با توزیع تابعی نانولولههای کربنی در راستای محیطی مورد بررسی قرار میگیرد. چهار نوع توزیع برای نانولولههای کربنی در راستای ضخامت پوسته درنظر گرفته شده است، که شامل یک توزیع یکنواخت و سه نوع توزیع تابعی هستند. خواص کامپوزیت تقویت شده با نانولولههای کربنی با استفاده از قانون اصلاح شده مخلوطها تعیین شده است. معادلات حاکم براساس تئوری برشی مرتبه اول و کرنشهای غیرخطی دانل استخراج شدهاند. دستگاه معادلات غیرخطی درگیر بهدست آمده با استفاده از ترکیب روشهای عددی رهایی پویا و تفاضل محدود برای چیدمانهای مختلفی از شرایط مرزی ساده و گیردار حل شدهاند. برای نیل به این هدف از برنامه کامپیوتری فرترن استفاده شده است. بهمنظور اعتبارسنجی دقت روش حاضر، نتایج حل حاضر با مقادیر بهدست آمده از نرمافزار اجزاء محدود آباکوس و همچنین گزارشی مشابه برای حالت همسانگرد یک پوسته تابعی مقایسه شده است. مطابقت خوب بهدست آمده حاکی از صحت و دقت روش عددی بهکار رفته است. در مطالعه پارامتری انجام شده نیز تأثیر پارامترهایی نظیر توزیع نانولولههای کربنی، ضخامت و طول به شعاع پوسته، شرایط مرزی و تغییر کسر حجمی نانولولهها بر جابهجایی شعاعی پوسته و منتجههای تنش و لنگر بررسی شده است. برخی از نتایج بهدست آمده حاکی از این است که با افزایش کسر حجمی نانولولههای کربنی برای پوسته با لبههای مرزی ساده و گیردار چیدمان O و UD بهترتیب بیشترین و کمترین درصد کاهش خیز را خواهند داشت.https://jcme.iut.ac.ir/article_3156_f0f1a37558ee940325f8900330d8475d.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231Finite Element Model Updating of an Offshore Jacket Platforms using Experimental Modal Analysisبهروزرسانی مدل المان محدود سکوی جکتی فراساحلی با استفاده از آنالیز مودال تجربی6784315710.18869/acadpub.jcme.36.1.67FAفرهادحسینلودانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریزJournal Article20221231An important requirement in design is to be able to compare experimental results from prototype structures with predicted results from a corresponding finite element model. In this context, updating the model using measured vibration test can lead to proposing a desired finite element model. Therefore, this paper presents indirect and direct based numerical updating study of a reduced scale four-story spatial frame structure of offshore jacket platforms constructed and tested at the Structural Dynamics and Vibration Laboratory. Besides, the selection procedure for inactive degrees of freedom in the process of reduced model is evalated, with a reasonable criterion, by using sensitivity analysis of system response under base excitation. This performance leads to faster convergence of iterative algorithm and also, eliminates spurious modes. Since the significant problem fundamental to dynamic structural analysis is the amount of time and cost required for computation, the use of these methods will save both in time and cost.امکان تطبیق نتایج حاصل از مدل تجربی سازهها با نتایج حاصل شده از مدل المان محدود متناظر یکی از الزامات مهم در طراحی بهشمار میرود. در این زمینه، با بهروزرسانی مدل با استفاده از سیگنالهای اندازهگیری شده در آزمایش ارتعاش، میتوان مدل المان محدود مناسبی را پیشنهاد کرد. از اینرو، این مقاله با استفاده از تهیه و انجام آزمایش روی مدل قاب فضایی سازه جکتی فراساحلی در مقیاس کوچک در یک آزمایشگاه دینامیک سازه و ارتعاشات، مطالعهای را در مورد روشهای عددی بهروزرسانی مستقیم و غیرمستقیم ارائه میدهد. همینطور در آن با استفاده از آنالیز حساسیت پاسخ سیستم به یک تحریک پایه، رویه انتخاب درجات آزادی غیرفعال در مرحله کاهش مدل با یک معیار مناسب مورد ارزیابی قرار میگیرد. این عملکرد منجر به همگرایی سریعتر الگوریتم تکرار و همچنین حذف مودهای کم اثر میشود. از آنجایی که مسأله اصلی در مسائل مرتبط با آنالیز دینامیکی سازهها، پرهزینه و زمانبر بودن محاسبات است بنابراین با استفاده از این روشها هم در زمان و هم در هزینه صرفهجویی خواهد شد.https://jcme.iut.ac.ir/article_3157_d6e44ee4ade0a682be8af3d59bace97f.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231Theoretical-experimental Determination of Nonlinear Crack Parameters in the Cracked Beam under Nonlinear Low Amplitude Vibrationتعیین تئوری - تجربی پارامترهای ترک غیرخطی در تیر ترکدار تحت ارتعاشات غیرخطی کم دامنه8598315810.18869/acadpub.jcme.36.1.97FAموسیرضائیدانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریزJournal Article20221231In the vibration of a cracked structure with small amplitude oscillations, the crack necessarily is not fully open or fully closed. Therefore, in order to provide a realistic model for the crack, one should relate the stiffness and damping at the crack location to the amount of the opening of the crack. In this study, a continuous model for vibration of a beam with a fatigue crack under low amplitude oscillations is presented in which the crack is not fully open or fully closed. By introducing a nonlinear model for the crack, the equation governing the vibration of the cracked beam is extracted. In order to consider the nonlinear behavior of the crack and to take into account the energy loss at the crack during the vibration, the bending moment at the crack location was considered as a nonlinear function of the angle of crack opening and its variations with respect to the time. The governing nonlinear equation is solved using the perturbation method. The solution reveals the dependency of the resonance frequency on the vibration amplitude. Analytical and explicit expressions are also derived for the nonlinear stiffness coefficient and the damping coefficient of the crack at the crack location. Finally, using the derived expressions for the crack parameters and experimental tests results for cracked beam, the nonlinear stiffness coefficient and the damping coefficient at the crack location is obtained.در ارتعاش یک سازه ترکدار با دامنه نوسان اندک، الزاماً دهانه ترک بهطور کامل باز و بسته نمیشود. در نتیجه بهمنظور ارائه مدل واقع بینانه از ترک باید ویژگیهای ترک از جمله سفتی و میرایی وابسته به وضعیت باز و بسته شدن دهانه ترک درنظر گرفته شود. در این تحقیق مدل پیوستهای برای ارتعاشات تیر با ترک خستگی در نوسانات کم دامنه ارائه شده است که در آن دهانه ترک هرگز به مرحله باز و بسته شدن کامل نمیرسد. با ارائه یک مدل غیرخطی از ترک، معادله ارتعاش تیر ترکدار استخراج شده است. برای لحاظ کردن رفتار غیرخطی و منظور کردن اتلاف انرژی در محل ترک، گشتاور خمشی در محل ترک بهصورت یک تابع غیرخطی از اختلاف شیب و نرخ تغییرات زمانی اختلاف شیب در طرفین ترک درنظر گرفته شده است. با حل معادلات غیرخطی حاکم بر سیستم با استفاده از تئوری اغتشاشات، اثر تغییر فرکانس ارتعاشات تیر برحسب دامنه استخراج شده و رابطه تحلیلی و صریح برای ضریب سفتی غیرخطی در محل ترک و ضریب میرایی در محل ترک ارائه شده است. سپس با استفاده از رابطه تحلیلی و نتایج آزمون تجربی بهدست آمده از ارتعاش تیر ترکدار، ضریب سفتی غیرخطی و ضریب میرایی در محل ترک بهدست آمده است.https://jcme.iut.ac.ir/article_3158_95d02ed2e4c46e037b201a5eb4d96c02.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231On the Performance of Linear and Nonlinear Dynamic Absorbers for Beams Subjected to Moving Loadsبررسی عملکرد جاذبهای دینامیکی خطی و غیرخطی برای تیرهای در معرض بارهای درحال حرکت99113315910.18869/acadpub.jcme.36.1.111FAحسینلکزیاندانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرودJournal Article20221231The present work studies the performance of linear and nonlinear dynamic vibration absorbers mounted on Euler–Bernoulli beams subjected to moving loads. Absorbers used in this work consist of one mass, two springs and one linear damper.The springs may be considered either linear or non-linear. The objective is to compare the performance of these absorbers with classical dynamic and nonlinear absorbers. The partial differential equations governing the problem are reduced to a set of ordinary differential equations by means of Galerkin–Bubnov method. The performance of the dynamic absorbers in reduction of the beams’ vibration is estimated through the maximum amplitude of vibration and the portion of energy dissipated by the dynamic damper. Finally, after optimizations, the effectiveness of the dynamic absorbers is determined for different conditions and applications.کار حاضر به بررسی عملکرد جاذبهای ارتعاشی دینامیکی خطی و غیرخطی، برروی تیر اولر- برنولی با تکیهگاههای ساده، در معرض بارهای درحال حرکت میپردازد. جاذبهای مورد استفاده متشکل از یک جرم، دو فنر و یک میراگر خطی هستند، که هریک از فنرها میتوانند خطی و یا غیرخطی باشند. هدف از این کار، بررسی عملکرد این نوع جاذبها نسبت به جاذبهای دینامیکی کلاسیک و غیرخطی است. معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم بر مسأله، با استفاده از روش گلرکین- بوبنو، به معادلات دیفراسیل معمولی تبدیل میشوند. عملکرد جاذبهای دینامیکی در کاهش ارتعاشات تیر، از روش ماکزیمم دامنه ارتعاشی و سهم انرژی اتلافی توسط میراگر تخمین زده میشوند. در نهایت با بهینهسازی که صورت پذیرفت، اثربخشی این جاذبها برای شرایط و موارد مختلف تعیین شدند.https://jcme.iut.ac.ir/article_3159_e03222c7830bb6c2c97f546682f5ff27.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231Optimal Design of Sewer Network Size using Ant Colony Optimization Algorithm: Comparing Performance of Four Different Algorithmsطراحی بهینه ابعاد شبکه جمعآوری فاضلاب با استفاده از الگوریتم بهینهسازی جامعه مورچگان: مقایسه عملکرد چهار الگوریتم115136316010.18869/acadpub.jcme.36.1.127FAرامتینمعینیگروه عمران، دانشگاه اصفهانJournal Article20221231In this paper, the features of Ant Colony Optimization Algorithm (ACOA) are used to find optimal size for sewer network. Two different formulations are proposed. In the first formulation, pipes diameters and in the second formulation, nodal elevations of sewer network are taken as decision variables of the problem. In order to evaluate the performance of different ACOAs, four algorithms of Ant System, Elitist Ant System, Ranked Ant System and Max-Min Ant System are used to solve this optimization problem. Different test examples are solved using two proposed formulations for each ACOAs and the results are presented and compared with other available results. The results indicate the efficiency of the proposed methods in the solation of sewer network design optimization problem and the results of Max-Min Ant System are better in comparison with other ACOAs.در این تحقیق از قابلیتهای الگوریتم بهینهسازی جامعه مورچگان، در طراحی بهینه ابعاد شبکه جمعآوری فاضلاب استفاده میشود. بدینمنظور دو فرمولبندی پیشنهاد میشود که در فرمولبندی اول قطر لولهها و در فرمولبندی دوم تراز گرههای شبکهها بهعنوان متغیر تصمیم مسأله منظور میشود. بهمنظور ارزیابی عملکرد الگوریتمهای مختلف بهینهسازی جامعه مورچگان، چهار الگوریتم سیستم مورچه، سیستم مورچه برتر، سیستم مورچه ترتیبی و سیستم مورچه بیشینه- کمینه برای حل مسأله مذکور بهکار گرفته میشود. مسائل نمونههای با استفاده از هر دو فرمولبندی الگوریتم پیشنهادی حل شده و نتایج با سایر نتایج موجود مقایسه میشود. نتایج نشاندهنده آن است که الگوریتمهای پیشنهادی، الگوریتمهای مناسب در حل مسأله طراحی بهینه ابعاد شبکه جمعآوری فاضلاب است و در مقایسه با الگوریتمهای مختلف بهینهسازی جامعه مورچگان، نتایج حاصل از الگوریتم سیستم مورچه بیشینه- کمینه مناسبتر است.https://jcme.iut.ac.ir/article_3160_860fda947adafdaf45c42a4f85819135.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231The Effect of Mechanical Anisotropy and Heterogeneity of Shear Strength Parameters of Soils on Drained Bearing Capacity of Shallow Foundationsتأثیر ناهمسانی مکانیکی و ناهمگونی پارامترهای مقاومت برشی خاکها بر ظرفیت باربری دراز مدت پیهای سطحی137147316110.18869/acadpub.jcme.36.1.149FAرضاجمشیدی چناریگروه عمران، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه گیلانJournal Article20221231Natural formation of soil deposits causes heterogeneity and anisotropy in their strength and stiffness properties. However, most soils in their natural states exhibit some anisotropy with respect to shear strength and heterogeneity with respect to the depth. In this paper, the standard Mohr- Coulomb constitutive law is generalized to anisotropic version in order to consider the effect of cohesion anisotropy of soil. Random field theory coupled with finite difference method was utilized in Monte Carlo simulations with considering the effect of auto-correlation and cross correlation between strength parameters of soil, in order to calculate the bearing capacity of shallow foundation in a strain controlled scheme. The results showed that the bearing capacity of shallow foundation decreases with increasing in variability of strength parameters and increases with increasing in anisotropy ratio.فرایند تشکیل خاکهای چسبنده باعث شکلگیری ناهمسانی و ناهمگونی در پارامترهای مقاومتی و سختی آنها میشود. اغلب خاکها در حالت طبیعی هم ناهمسانی نسبت به مقاومت برشی و هم ناهمگونی نسبت به عمق از خود نشان میدهند. در این مقاله برای درنظر گرفتن اثر ناهمسانی چسبندگی خاک مدل استاندارد موهر- کلمب به حالت ناهمسان تعمیم داده شده است. از اینرو با استفاده از تئوری حوزه تصادفی در ترکیب با روش تفاضل محدود و در چارچوب شبیهسازیهای مونتکارلو و با درنظر گرفتن اثر خود همبستگی و همبستگی متقابل بین پارامترهای مقاومتی خاک، ظرفیت باربری پیهای سطحی در فضای کاتورهای محاسبه شده و مشاهده شد که ظرفیت باربری پیهای سطحی با افزایش تغییرپذیری پارامترهای مقاومتی کاهش و با افزایش نسبتهای ناهمسانی افزایش مییابد.https://jcme.iut.ac.ir/article_3161_528c288cf493df4d032dce4697d54b6b.pdfدانشگاه صنعتی اصفهانروشهای عددی در مهندسی2228769836120221231Investigation of Piezoelectric Coupling and Anisotropy Effect on Acoustic Wave Propagation at LithiumNiobate Crystalloacousticبررسی کوپلینگ پیزوالکتریکی و آنیزتروپی بر انتشار امواج صوتی در بلوره صوتی لیتیوم نیوباته149159316210.18869/acadpub.jcme.36.1.161FAشاهرخرضائیدانشکده فنی، دانشگاه تهرانJournal Article20221231The acoustic wave velocity depends on elasticity and density at most materials, but because of anisotropy and especially piezoelectric coupling effect, the acoustic wave propagation at piezoelectric based crystalloacoustic materials, is an applied and challenging problem. In this paper, using modified Christoffel's equation based on group velocity concept, the effect of anisotropy and piezoelectric coupling at different wafers of lithium niobate crystalloacoustic (strong anisotropy) on acoustic wave velocity (semi-longitudinal, semi-vertical transverse wave and semi-horizontal transverse wave) is investigated, and validated by experimental data. Then, the acoustic wave velocity ranges that can be supported are determined. The result of this study can be essential at acoustic metamaterials design, Phononic crystal and piezoelectric based wave-guides.سرعت صوت در اغلب مواد بستگی به الاستیسیته و چگالی مواد دارد، ولی بررسی انتشار امواج در بلورههای صوتی پیزوالکتریکی بهسبب آنیزتروپی و بهویژه کوپلینگ پیزوالکتریکی یک مسأله کاربردی مهم و چالش برانگیز است. در این مقاله با استفاده از حل تحلیلی- عددی معادله کریستوفل اصلاح یافته، براساس مفهوم سرعت گروهی، اثر کوپلینگ پیزوالکتریکی و آنیزتروپی بر سرعت امواج صوتی (شبه طولی، شبه عرضی عمودی و شبه عرضی افقی) در ویفرهای مختلف بلوره صوتی لیتیوم نیوباته (آنیزتروپی قوی) بررسی میشود و با دادههای آزمایشی تصدیق میشود و دامنه سرعتهایی که این بلوره صوتی میتواند دارا باشد، تعیین میشود. نتایج این مطالعه برای طراحی فرامواد صوتی و بلورهای فونونی و موجبرهای پایه پیزوالکتریکی کاملاً اساسی است.https://jcme.iut.ac.ir/article_3162_fa43ac6dd41b65488e6844b3d0f34f7d.pdf