Tác giả | Lương Văn Hải |
ISBN | 978-604-82-3189-7 |
ISBN điện tử | 978-604-82-3499-7 |
Khổ sách | 19x27 cm |
Năm xuất bản (tái bản) | 2020 |
Danh mục | Lương Văn Hải |
Số trang | 138 |
Ngôn ngữ | vi |
Loại sách | Ebook;Sách giấy; |
Quốc gia | Việt Nam |
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:
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.
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 |