تحليل لوله‌هاي مدفون انتقال آب با استفاده از روش اجزاي مرزي نيم‌صفحه

Analysing The Embedded Water Transmission Pipes Using Half-plane BEM

در اين مقاله براي اولين بار فرمول بندي و نحوه‌ي به كارگيري روش اجزاي مرزي نيم‌صفحه، براي مدل-سازي رفتار تنشي لوله‌هاي زيرزميني تحت فشار ارايه شده است. در استفاده از روش ارايه شده تنها نياز به گسسته سازي مرزهاي پيرامون لوله مي‌باشد به طوريكه از يك حفره‌ي دايره‌اي پوشش‌دار زيرزميني به عنوان يك لوله‌ي تحت فشار بهره گرفته شده است. براي اين منظور، ضمن تهيه‌ي يك الگوريتم رايانه‌اي و انجام صحت‌سنجي‌هاي لازم، طي مطالعه‌ي پارامتريك اثر ضخامت پوشش لوله، عمق استقرار و بارگذاري سطحي بر الگوي تنش، بررسي شده است. نتايج حاصل، سرعت و دقت بالاي روش اجزاي مرزي نيم‌صفحه را در قياس با ساير روش‌هاي عددي موجود از جمله روش سنتي اجزاي مرزي محيط كامل نشان مي دهد. اين روش مي‌تواند جايگزين مناسبي براي روش‌هاي عددي پيشين در تحليل مسايل مشتمل بر محيط‌هاي خاكي و ابنيه‌‌هاي مدفون ژيوتكنيكي باشد.

Technically speaking, there are different methods for modeling of the embedded water transmission pipes which include analytical, experimental and numerical ones. Although the responses of analytical as well as experimental methods have high accuracy, various types of arbitrarily shaped pipes cannot be applied for modeling in reality. It results in the development of numerical methods which have good flexibility. Generally, numerical methods can be divided into two categories of the volumetric and boundary methods. Despite the development of volumetric methods, such as finite element method (FEM) or finite difference method (FDM) and their simple formulations, the whole body including the inside and boundaries must be discretized in order to be modeled the embedded water transmission pipes. This process requires too much time and data. As a result, special attention has been given to the Boundary Element Method (BEM) among the various existing numerical methods during the recent two decades