ISSN 1300 - 1973

Quick Search




Linear Vibration Analysis of Clamped Vertical Rectangular Plates Partially Submerged into Fluid by IGAFEM – IGABEM Approach [GMO SHIPMAR]
GMO SHIPMAR. 2019; 25(215): 65-77

Linear Vibration Analysis of Clamped Vertical Rectangular Plates Partially Submerged into Fluid by IGAFEM – IGABEM Approach

İbrahim Tuğrul Ardıç1, Erden Yıldızdağ2, Ahmet Ergin1
1Department of Naval Architecture and Marine Engineering, Istanbul Technical University, Istanbul, Turkey
2University of California, Berkeley, USA

In this study, the hydroelastic vibration analysis of clamped rectangular plates vertically in contact with quiescent fluid is carried out. The method of analysis is divided into two parts; namely, in-vacuo and wet. Both in-vacuo and wet analyses are conducted by the novel isogeometric NURBS concept; the in-vacuo analysis is carried out by the isogeometric FEM, while, wet analyses are performed by the isogeometric BEM. In in-vacuo analysis, the Kirchhoff thin plate theory is adopted, and the isogeometric FEM formulation for Kirchhoff plate is presented. In wet analysis, fluid is assumed non-viscous and incompressible; the rotational motions of the fluid is neglected. It is also assumed that fluid actions and related pressure distribution over the structure only occur due to modal vibrations of the structure; in other words, it is assumed that both the elastic structure and the surrounding fluid has no forward speed. The linear hidroelasticity theory is adopted in order to determine the wet dynamic characteristics of the structure under the fluid-structure interaction forces. In-vacuo and wet dynamic characteristics (natural frequencies and corresponding mode shapes) are presented comparatively with the available analytical and experimental results in the literature. It is concluded that the present work demonstrates the versatility of the isogeometric analysis concept.

Keywords: Hydroelasticity, Fluid – Structure Interaction, Isogeometric Analysis, NURBS

Kısmen Akışkana Daldırılmış Düşey Durumdaki Dikdörtgen Plağın İzogeometrik Sonlu Elemanlar – Sınır Eleman Yöntemi ile Lineer Titreşim Analizi

İbrahim Tuğrul Ardıç1, Erden Yıldızdağ2, Ahmet Ergin1
1Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Bölümü, İstanbul Teknik Üniversitesi, İstanbul, Türkiye
2University of California, Berkeley, USA

Bu çalışmada durağan akışkana kısmen daldırılmış düşey durumdaki dikdörtgen ankastre plakların serbest titreşim analizi gerçekleştirilmiştir. Analizler plağın vakum koşullarındaki ve ıslak durumdaki analizleri olmak üzere iki başlık altında gerçekleştirilmiştir. Her iki durumdaki analizlerde, izogeometrik NURBS konsepti benimsenmiş; plağın vakum koşullarındaki dinamik karakteristiklerini belirlemek amacıyla izogeometrik sonlu elemanlar metodu (IGAFEM) uygulanırken; ıslak durumdaki dinamik karakteristiklerini belirlemek amacıyla ise izogeometrik sınır eleman metodu (IGABEM) tercih edilmiştir. Vakum koşullarındaki yapının hareket denklemi oluşturulurken Kirchhoff ince plak teorisi benimsenmiştir. Gerçekleştirilen ıslak analizlerde, akışkan viskoz olmayan ve sıkıştırılamaz kabul edilmiş; akışkanın dönel hareketleri ihmal edilmiştir. Akışkan ile plak arasındaki etkileşimin, yalnızca plağın hareketlerinin akışkan ortamında meydana getirdiği basınç alanı aracılığıyla gerçekleştiği kabul edilmiştir. Akışkan-yapı etkileşimi neticesinde plağın dinamik karakteristiklerinde meydana gelen değişimleri saptamak amacıyla lineer hidroelastisite teorisi benimsenmiştir. Vakum koşullarında ve ıslak durumda elde edilen plağın dinamik karakteristikleri (doğal frekanslar ve karşılık gelen mod şekilleri) literatürde yer alan analitik ve deneysel çalışmalar neticesinde elde edilen sonuçlar ile karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Sonuçlar irdelendiğinde, izogeometrik NURBS konseptinin akışkan-yapı etkileşimi problemlerine efektif olarak uygulanabileceği gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Hidroelastisite, Akışkan – Yapı Etkileşimi, İzogeometrik Analiz, NURBS

İbrahim Tuğrul Ardıç, Erden Yıldızdağ, Ahmet Ergin. Linear Vibration Analysis of Clamped Vertical Rectangular Plates Partially Submerged into Fluid by IGAFEM – IGABEM Approach. GMO SHIPMAR. 2019; 25(215): 65-77

Corresponding Author: İbrahim Tuğrul Ardıç, Türkiye
LookUs & Online Makale