Kết cấu nổi siêu lớn: Phân tích và ứng dụng
4.5 256 Đánh giá
0 Lượt mua
160 Lượt xem

Người bán đã xác minh

Ebook: 12.000đ/tháng Thuê
Sách giấy: 80.000đ
Thêm vào giỏ hàng
Kết cấu nổi siêu lớn: Phân tích và ứng dụng

Tác giả

PGS.TS. Lương Văn Hải (CB), Nguyễn Xuân Vũ - ĐH Bách Khoa - TP HCM

4.5 256 Đánh giá
0 Lượt mua
160 Lượt xem
Ebook: 12.000đ/tháng Thuê
Sách giấy: 80.000đ Mua ngay

Người bán đã xác minh

  • NXB: Nhà xuất bản Xây dựng
  • ISBN Điện tử
  • Số trang: 138 trang
  • Khổ sách: 19x27 cm
  • Năm xuất bản: 2020
  • Quốc gia: Việt Nam
  • Loại sách: Sách giấy; Ebook
  • ISBN: 978-604-82-3189-7
  • Ngôn ngữ: Tiếng Việt

Kết cấu nổi siêu lớn: Phân tích và ứng dụng

 

Do sự gia tăng không ngừng của tiến trình đô thị hóa và biến đổi khí hậu làm cho nhu cầu mở rộng khu dân cư trở nên cấp bách ở nhiều quốc gia. Để giải quyết vấn đề này, kết cấu nổi siêu lớn (VLFS - Very Large Floating Structure) đã được đề xuất như một giải pháp đầy hứa hẹn do việc xây dựng và mở rộng tương đối đơn giản. Loại kết cấu này thường được xây dựng trên mặt biển, sông hoặc hồ để thúc đẩy khai thác năng lượng, lọc nước và khu vực lưu trữ. Tuy nhiên, phương pháp tính hiện nay sử dụng những mô hình toán học phức tạp và kỹ thuật giải hiện tại cũng khó áp dụng trong tính toán thực thành.

Mục tiêu chính của cuốn sách là giới thiệu phương pháp số hiệu quả cho bài toán mô phỏng ứng xử của VLFS dựa trên cơ sở nền tảng của phương pháp phần tử biên (BEM -  Boundary Element Method) và phần tử chuyển động (MEM -  Moving Element Method). Nội dung của cuốn sách tập trung vào 2 vấn đề chính như sau:

Thứ nhất, đối với vùng nước sâu, BEM áp dụng cho bài toán VLFS sẽ được xây dựng lại trong hệ tọa độ di chuyển cùng với tải trọng. Song song với đó là việc xây dựng lại các ma trận tương tác giúp kết nối miền kết cấu và lưu chất trong hệ tọa độ mới. Điều này dẫn đến một phương pháp lai mới là sự kết hợp giữa hai phương pháp số BEM và MEM, được gọi là BEM-MEM;

Thứ hai, đối với vùng nước nông, phương pháp MEM được xây dựng cho không chỉ phần kết cấu tấm như truyền thống mà còn cho vùng chất lỏng bên dưới và sự tương tác giữa chúng. Do đó, hai phương pháp mới này giúp tận dụng được ưu điểm của phương pháp MEM nhằm đơn giản hóa việc xử lý vùng biên của bài toán tấm nổi rộng vô hạn, cũng như loại bỏ được việc cập nhập vị trí tải di chuyển và sự phụ thuộc giữa miền tính toán và quãng đường di chuyển. Các kết quả số cho tấm nổi rộng vô hạn chịu tải di chuyển cho hai vùng nước sẽ được so sánh với phương pháp biến đổi Fourier (FTM - Fourier Transform Method), phương pháp kết hợp giữa BEM và phần tử hữu hạn (FEM - Finite Element Method) và số liệu từ đo đạc thực tế để minh chứng cho tính hiệu quả, mạnh mẽ và độ tin cậy của phương pháp được giới thiệu. Thêm nữa, hai phương pháp giới thiệu trong cuốn sách được ứng dụng để phân tích ứng xử của kết cấu VLFS, với trọng tâm là ảnh hưởng của độ sâu vùng nước, độ cứng lốp xe, tính trực hướng, phương di chuyển của tải trọng. Ngoài ra, một mô hình tấm nổi nhiều lớp kết nối bởi lớp đàn hồi loại Winkler được giới thiệu trong cuốn sách nhằm giảm ảnh hưởng của sóng nước lên phương tiện di chuyển.

Cuốn sách này có 4 chương và nội dung của mỗi chương được trình bày như sau:

  • Chương 1 - Mở đầu: Giới thiệu tổng quan về ưu điểm và ứng dụng thực tế của kết cấu VLFS, tình hình nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước.
  •    Chương 2 - Cơ sở lý thuyết: Trình bày cơ sở lý thuyết của tấm mỏng đẳng hướng, lý thuyết tấm mỏng trực hướng, lý thuyết sóng nước tuyến  tính, lý thuyết sóng nước nông tuyến tính và các điều kiện biên tương ứng.
  •       Chương 3 - Phương pháp phần tử biên và phần tử chuyển động trong  bài toán thủy đàn hồi: Trong chương này, hai phương pháp bao gồm  phương pháp BEM-MEM và phương pháp MEM sẽ được xây dựng lần lượt cho các bài toán tấm nổi trên vùng nước sâu và nước nông chịu tải trọng di chuyển. Phương trình vi phân, điều kiện biên, ma trận phần tử và tổng thể của kết cấu và chất lỏng, cùng với ma trận tương tác và Véc tơ nghiệm trong hệ tọa độ di động được thiết lập. Lưu đồ thuật toán của hai phương pháp để phân tích các bài toán cũng được trình bày.
  • Chương 4 - Ví dụ số minh họa: Trình bày kết quả số tính toán, phân tính ưu điểm, tính chính xác của phương pháp BEM-MEM và phương pháp MEM, hiệu quả của lớp cản nhân tạo, phân tích ứng xử của tấm mỏng đẳng hướng dưới tác động hệ động lực học di động, phân tích ảnh hưởng của tính trực hướng lên ứng xử thủy đàn hồi của tấm trực hướng nổi, phân tích ảnh hưởng của độ sâu và khoảng cách giữa các trục xe lên ứng xử của tấm mỏng đẳng hướng nổi dưới điều kiện vùng nước nông, và cuối cùng là phân tích hiệu quả của việc ứng dụng mô hình tấm hai lớp.

Với nội dung trên, cuốn sách này có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh và cán bộ nghiên cứu.

Mục lục ở đây

 

Trang

Lời nói đầu

3

Một số ký hiệu viết tắt

5

CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU, ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG 

 

                       CỦA KẾT CẤU NỔI SIÊU LỚN (VLFS)

9

1.1. GIỚI THIỆU VỀ KẾT CẤU NỔI SIÊU LỚN (VLFS)

9

1.2. NHỮNG NGHIÊN CỨU VỀ KẾT CẤU NỔI SIÊU LỚN

13

1.2.1. Những nghiên cứu về kết cấu nổi chịu tải di động

13

1.2.2. Những nghiên cứu về tải di động

19

1.2.3. Mô hình dầm hai lớp được kết nối bởi một lớp đàn hồi

21

1.3. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

22

1.4. ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ ỨNG DỤNG

23

CHƯƠNG 2. LÝ THUYẾT VỀ TẤM NỔI

25

2.1. MÔ TẢ VỀ BÀI TOÁN

25

2.2. LÝ THUYẾT TẤM

26

2.2.1. Lý thuyết tấm mỏng đẳng hướng

26

2.2.2. Lý thuyết tấm trực hướng

30

2.2.3. Mô hình tấm hai lớp được kết nối bởi một lớp đàn hồi

34

2.3. LÝ THUYẾT SÓNG NƯỚC TUYẾN TÍNH

35

2.3.1. Phương trình vi phân

35

2.3.2. Lý thuyết Bernoulli

37

2.3.3. Điều kiện biên

38

2.4. LÝ THUYẾT NƯỚC NÔNG DẠNG TUYẾN TÍNH

40

2.5. MÔ HÌNH TẢI DI ĐỘNG

40

2.5.1. Mô hình lực tập trung

41

2.5.2. Mô hình hệ 1 bậc tự do

41

2.6. KẾT LUẬN

42

CHƯƠNG 3. BEM VÀ MEM CHO CÁC BÀI TOÁN THỦY ĐÀN HỒI

43

3.1. BEM-MEM CHO CÁC BÀI TOÁN VÙNG NƯỚC SÂU

43

3.1.1. Bài toán tấm mỏng đẳng hướng nổi chịu tải trọng di động

43

3.1.2. Bài toán tấm mỏng trực hướng nổi chịu tải trọng di chuyển

49

3.1.3. Bài toán chất lỏng được bao phủ bởi một tấm đàn hồi

51

3.1.4. Ma trận tương tác rắn-lỏng

53

3.1.5. Thành lập phương trình chủ đạo và giải hệ phương trình

54

3.1.6. Thuật toán sử dụng

56

3.2. MEM CHO CÁC BÀI TOÁN VÙNG NƯỚC NÔNG

59

3.2.1. Tấm mỏng nổi trên vùng nước nông chịu tải trọng di động

59

3.2.2. Phần tử kết cấu, chất lỏng và phần tử tương tác

61

3.2.3. Thành lập phương trình chủ đạo và giải hệ phương trình

62

3.2.4. Thuật toán sử dụng

64

3.3. TẤM HAI LỚP NỔI TRÊN VÙNG NƯỚC SÂU VÀ NÔNG

67

3.4. KẾT LUẬN

69

CHƯƠNG 4. BÀI TOÁN

70

4.1. THÔNG SỐ VẬT LÝ CỦA TẤM NỔI

70

4.1.1. Tấm băng nổi

70

4.1.2. Sân bay nổi

71

4.2. TẤM MỎNG ĐẲNG HƯỚNG NỔI TRÊN VÙNG NƯỚC SÂU

 

            CHỊU TẢI TRỌNG DI ĐỘNG

71

4.2.1. Kiểm chứng với thực nghiệm của Takizawa [37]

71

4.2.2. Kiểm chứng tính chính xác của phương pháp BEM-MEM

72

4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng độ sâu của vùng nước

84

4.2.4. Khảo sát ảnh hưởng vận tốc và độ cứng của càng hạ cánh

86

4.3. TẤM MỎNG TRỰC HƯỚNG NỔI TRÊN VÙNG NƯỚC SÂU

 

            CHỊU TẢI TRỌNG DI ĐỘNG

88

4.3.1. Phân tích tĩnh và dao động tự do của tấm trực hướng

88

4.3.2. Khảo sát hình dạng chuyển vị của tấm trực hướng nổi theo vận tốc

90

4.3.3. Hệ số động lực học

91

4.3.4. Lực cản

94

4.3.5. Bề rộng vùng lõm

96

4.4. TẤM MỎNG NỔI TRÊN VÙNG NƯỚC NÔNG CHỊU TẢI TRỌNG DI ĐỘNG

98

         

4.4.1. Kiểm chứng độ tin cậy và tính chính xác - một tải tập trung

99

4.4.2. Ảnh hưởng độ sâu lên chuyển vị cực đại và vận tốc tới hạn

101

4.4.3. Kiểm chứng độ tin cậy và tính chính xác - nhiều tải tập trung

102

4.4.4. Ảnh hưởng của khoảng cách giữa các tải trọng

103

4.5. TẤM NHIỀU LỚP NỔI TRÊN VÙNG NƯỚC NÔNG

 

            CHỊU TẢI TRỌNG DI ĐỘNG

105

4.5.1. Ảnh hưởng của tỷ số chiều dày các lớp

105

4.5.2. Ảnh hưởng độ cứng của lớp lõi đàn hồi

107

4.6. KẾT LUẬN

109

PHỤ LỤC: MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH MATLAB

112

TÀI LIỆU THAM KHẢO

127

 

Bình luận với Facebook

Copyright © 2019- NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG - BỘ XÂY DỰNG. All rights reserved.