A free vibration analysis and wave propagation of functionally graded porous beams has been presented in this work using a high order hyperbolic shear deformation theory. Unlike other conventional shear deformation theories, a new displacement field that introduces indeterminate integral variables has been used to minimize the number of unknowns. The constituent materials of the beam are assumed gradually variable along the direction of height according to a simple power law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. The variation of the pores in the direction of the thickness influences the mechanical properties. It is therefore necessary to predict the effect of porosity on vibratory behavior and wave velocity of FG beams in this study. A new function of the porosity factor has been developed. Hamilton's principle is used for the development of wave propagation equations in the functionally graded beam. The analytical dispersion relationship of the FG beam is obtained by solving an eigenvalue problem. Illustrative numerical examples are given to show the effects of volume fraction distributions, beam height, wave number, and porosity on free vibration and wave propagation in a functionally graded beam.
In this paper, an analytical analysis for the study of vibratory behavior and wave propagation of functionally graded plates (FGM) is presented based on a high order shear deformation theory. The manufacture of these plates' defects can appear in the form of porosity. This latter can question and modify the global behavior of such plates. A new shape of the distribution of porosity according to the thickness of the plate was used. The field of displacement of this theory is present of indeterminate integral variables. The modulus of elasticity and the mass density of these plates are assumed to vary according to the thickness of the plate. Equations of motion are derived by the principle of minimization of energies. Analytical solutions of free vibration and wave propagation are obtained for FGM plates simply supported by integrating the analytic dispersion relation. Illustrative examples are given also to show the effects of variation of various parameters such as(porosity parameter, material graduation, thickness-length ratio, porosity distribution) on vibration and wave propagation of FGM plates.
Yongyong Wang;Qixia Jia;Tingting Deng;Mostafa Habibi;Sanaa Al-Kikani;H. Elhosiny Ali
Structural Engineering and Mechanics
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제85권6호
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pp.729-742
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2023
It is a recent attraction to the mechanical scientists to investigate state of wave propagation, buckling and vibration in the sport balls to observe the importance of different parameters on the performance of the players and the quality of game. Therefore, in the present study, we aim to investigate the wave propagation in handball game ball in term of mass of the ball and geometrical parameters wit incorporation of the viscoelastic effects of the ball material into account. In this regard, the ball is modeled using thick shell structure and classical elasticity models is utilized to obtain the equation of motion via Hamilton's principle. The displacement field of the ball model is obtained using first order shear deformation theory. The resultant equations are solved with the aid of generalized differential quadrature method. The results show that mass of the ball and viscoelastic coefficient have considerable influence on the state of wave propagation in the ball shell structure.
Probabilistic tsunami hazard analysis (PTHA) is based on the approach of probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) which is performed using various seismotectonic models and ground-motion prediction equations. The major difference between PTHA and PSHA is that PTHA requires the wave parameters of tsunami. The wave parameters can be estimated from tsunami propagation analysis. Therefore, a tsunami simulation analysis was conducted for the purpose of evaluating the wave parameters required for the PTHA of Uljin nuclear power plant (NPP) site. The tsunamigenic fault sources in the western part of Japan were chosen for the analysis. The wave heights for 80 rupture scenarios were numerically simulated. The synthetic tsunami waveforms were obtained around the Uljin NPP site. The results show that the wave heights are closely related with the location of the fault sources and the associated potential earthquake magnitudes. These wave parameters can be used as input data for the future PTHA study of the Uljin NPP site.
본 논문에서는 대용량 비디오 영상에서 오토인코더를 이용하여 파랑 전파시 수리동역학적 장면만을 분리하는 방법에 대해 소개한다. 연안에서 센서를 이용한 파랑의 직접적 관측의 어려움으로 인해 비디오 영상을 이용한 입자 추적, 옵티컬 플로우 등의 이미지 분석 방법이 주로 활용되고 있다. 하지만 이미지 분석 방법은 주변광 및 기상상태 등 외부 요인에 의한 영향으로 파랑에 대한 정확한 분석에 어려움이 있다. 제안하는 방법은 비디오 영상으로부터 주변광의 영항을 최소화하고, 순수 파랑 전파시 파랑의 움직임 만을 분리하여 수리동역학적 장면을 추출한다. 실제 해역 및 수리 모형 실험에서 촬영된 비디오 영상에 제안하는 방법을 적용하여 원본 영상으로부터 주변광에 의한 영향과 배경을 잘 분리하여 파랑 전파에 따른 수리동역학적 파랑 이동 장면이 잘 추출되었음을 시각적으로 확인하였다. 또한 변분 오토인코더의 잠재표현 학습을 통해 얻은 원본 비디오 영상에 대한 잠재 표현은 주변광과 배경 요인에 의해 지배적으로 결정되는 반면, 파랑 이동 장면은 해당 요인에 관계없이 독립적으로 잘 표현되는 것을 알 수 있었다.
도심지역 이동통신에 있어서 전파특성을 정확히 예측$.$분석하는 것은 통신 서비스영역의 결정, 최적 기지국 선정, 셀 설계 등에 있어 매우 중요한 사안이다. 이러한 분석에 있어서 사용되는 안테나의 종류, 지향각, 지형지물의 형태에 따라 변화하는 전파예측모델이 정확히 제시되어야 한다. 또한, 선택된 지역에 대하여 셀 설계를 수행하기 전에 기존에 제시된 다양한 모델 중 유사성을 가진 모델을 분석하고 그 파라미터를 측정하여 평가하는 작업을 진행하여야 한다. 본 논문에서는 도심지역의 지형 및 장애물 등을 고려한 전파예측모델을 적용하고 그에 따르는 파리미터를 추출하여 분석된 전파환경에 적용하고 그 전파특성을 분석하기 위한 시뮬레이션을 실시하였다. 이러한 과정을 통하여 우리는 주어진 전파환경에 적절한 기지국의 위치, 지형고도 안테나의 종류 및 높이 등 핵심적인 파라미터들을 원하는 정확도로 추출하였다.
Shock focusing is related with explosive release of shock wave energy on a narrow spot in a short duration of time triggering a spontaneous high pressure near the focal point. It is well known that reflection of planar incident shock wave from the metallic concave mirror such as ellipsoidal, paraboloidal or hemispherical cavities will focus on a focal point. We intend to improve the computational results using a wave propagation algorithm and to resolve the mushroom-like structure. For computation of the concave cavity flow, it is not easy to use a single-block mesh because of the many singular points in geometry and coordinates. We have employed a uniform Cartesian-grid method for the wave propagation algorithm.
Tire noise is a major noise source at high speeds. One of the noise source is controlled by pattern and structure. Pattern noise is effected by the shape of tread. And the bending stiffness of tire is influenced to the resonance of tire‘s belt. But in high frequency region, FEA is not appropriated with application. So this paper discusses about wave propagation of tire. There has been much effort to verify the flexural wave velocity with structure design specification.
We investigated the impacts of the diabatic heating location, vertical profile and basic state on the Rossby wave propagation. To examine the dynamical process of individual responses on the regional heat source, a dry version of the linear baroclinic model was used with climatological summertime (JJA) mean basic state and vertical structure of the diabatic heating for 1979-2008. Two sets of diabatic heating were constructed of those positioned in the mid-latitudes (Tibetan Plateau, eastern Mediterranean Sea, and the west-central Asia) and the tropics (the southern India, Bay of Bengal, and western Pacific). It was found that using the principal component analysis, atmospheric response to diabatic heating reaches to the steady state in 19th days in time. The prescribed mid-latitude forcing forms equivalent barotropic Rossby wave propagation along the westerly Asia jets, whereas the tropical forcing generates the Rossby wave train extending from the tropics to mid-latitudes. In relation to the maximum vertical profile, the mid-level forcing reveals a stronger response than the lower-level forcing, which may be caused by more effective Rossby wave response by the upper-level divergent flow. Under the different sub-seasonal mean state, both of the tropical and mid-latitude forcing induce the different sub-seasonal response intensity, due to the different basic-state wind.
Two-phase flow of liquid and gas through pipe lines are frequently encountered in nuclear power plant or industrial facility. Pressure waves which can be generated by a valve operation or any other cause in pipe lines propagate through the two-phase flow, often leading to severe noise and vibration problems or fatigue failure of pipe line system. It is of practical importance to predict the propagation characteristics of the pressure waves for the safety design for the pipe line. In the present study, a theoretical analysis is performed to understand the propagation characteristics of a weak shock wave in a bubbly flow. A wave equation is developed using a small perturbation method to analyze the weak shock wave through a bubbly flow with comparably low void fractions. It is known that the elasticity of pipe and void fraction significantly affect the propagation speed of shock wave, but the frequency of relaxation oscillation which is generated behind the shock wave is not strongly influenced by the elasticity of pipe. The present analytical results are in close agreement with existing experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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