بهبود عملكرد لايه هاي جاذب با ميرايي افزايشي در مدل سازي عددي انتشار امواج سطحي به روش اجزا محدود

Improving the performance of absorbing layers with increasing damping in the numerical modeling of surface waves propagation using finite element method

برنامه هاي اجزا محدود (FE) به طور فزاينده اي براي شبيه سازي انتشار امواج الاستيك و مسايل پراكندگي بخصوص در روش هاي امواج سطحي استفاده مي گردد. مشكل رايج هنگام استفاده از چنين روش هايي، بحث حذف بازتاب هاي ناخواسته از مرزهاي مدل است كه هنوز موضوعي چالش برانگيز مي باشد. در اين مقاله، به منظور به حداقل رساندن امواج بازتابي از مرزها و افزايش رزولوشن نتايج به ارزيابي پارامترهاي موثر در جهت بهبود عملكرد روش لايه هاي جاذب ميرايي افزايشي تحت عنوان اليد (ALID) پرداخته شده است در اين خصوص، پس از شناسايي مشخصات و نوع اليد مناسب در نرم افزار آباكوس، تاثير تعداد و ضخامت لايه هاي اليد در خاك هاي مختلف با سرعت هاي موج برشي 200، 800 و 2000 متربرثانيه بر ميزان ميرايي دامنه امواج دريافتي در مرزها بررسي شده است. نتايج نشان دادند كه در نظر گرفتن اليد با لايه هاي افزايش تدريجي ميرايي در مقايسه با ميرايي ثابت و دوبرابر شونده به نحو چشمگيري از بازتاب امواج به داخل محيط جلوگيري مي كند و خاك سخت نياز به لايه هاي اليد بيشتر و خاك سست بخاطر ميرايي بيشتر نياز به لايه هاي اليد كمتر دارد. همچنانكه افزايش تعداد لايه هاي اليد موثرتر از افزايش ضخامت آنها مي باشد.

Finite Element codes (FE) are increasingly used to simulate the propagation of elastic waves and dispersion, especially in surface-wave techniques. The common problem when using such methods is unwanted reflections from the boundaries of the model, which is still a challenging issue. In this paper, the effect of different parameters is evaluated to improve the performance of Absorbing Layers using Increasing Damping (ALID) in order to reduce the reflected waves from the boundaries and increase the resolution of the results. In this regard, after identifying the appropriate specifications of ALID layers in Abaqus software, the effect of thickness and number of ALID layers in different soils media with shear wave velocities of 200, 800 and 2000 m / s are investigated on the amplitude damping of incident waves at the boundaries. The results show that applying ALID with the gradual increasing damping significantly prevents the reflection of the waves into the media in comparison with the constant and double increasing damping. Furthermore, the hard soil requires more ALID layers and soft soil including high damping needs lower ALID layers. also increasing the number of ALID layers are more effective than increasing their thickness.