Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Dual probabilistic analysis of the transient heat transfer by the stochastic finite element method with optimized polynomial basis

Rabenda M., Kamiński M.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 2/II

211--225

EN

The main aim of this work is to contrast three various probabilistic computational techniques, namely analytical, simulation and perturbation-based, in a solution of the transient heat transfer problem in specific axisymmetric problem with Gaussian uncertainty in physical parameters. It is done thanks to a common application of the Finite Element Method program ABAQUS (for the deterministic part) and symbolic algebra system MAPLE, where all probabilistic procedures have been programmed. We determine up to the fourth order probabilistic characteristics of the resulting temperatures, i.e. expectations, coefficients of variation, skewness and kurtosis together with the histograms – all as the functions of the input coefficient of variation of random heat conductivity coefficient. Stochastic perturbation technique is implemented here using the tenth order Taylor series expansion and traditional Least Squares Method released with polynomial basis whose final order is a subject of the separate statistical optimization. Probabilistic results computed show almost perfect agreement of all the probabilistic characteristics under consideration, which means that the traditional simulation method may be replaced due to the time and computer scale savings with the stochastic perturbation method.

PL

Głównym celem niniejszej pracy jest porównanie trzech różnych probabilistycznych metod numerycznych, tj. metody analitycznej, symulacyjnej, a także metody perturbacji, podczas rozwiązywania pewnego zagadnienia osiowo-symetrycznego, w którym współczynnik przewodnictwa ciepła jest Gaussowskim parametrem losowym. Porównanie takie jest przeprowadzone przy użyciu systemu Metody Elementów Skończonych ABAQUS (dla części deterministycznej rozwiązania), a także pakietu algebry komputerowej MAPLE, w którym zaimplementowano wszystkie procedury losowe. W pracy wyznacza się centralne momenty probabilistyczne do rzędu czwartego włącznie, tj. wartości oczekiwane, współczynniki wariancji, skośność i kurtozę, jak również odpowiednie histogramy – wszystkie one są wyznaczone w funkcji wejściowego współczynnika wariancji. Metoda perturbacji stochastycznej jest zaimplementowana przy użyciu rozwinięcia w szereg Taylora rzędu dziesiątego, a także z wykorzystaniem tradycyjnej Metody Najmniejszych Kwadratów. Metoda ta umożliwia wyznaczenie wielomianowej funkcji odpowiedzi, której rząd jest przedmiotem oddzielnej optymalizacji statystycznej. Otrzymane wyniki probabilistyczne pokazują bardzo dobrą zgodność wszystkich wyznaczanych charakterystyk losowych, co oznacza w praktyce, iż tradycyjna metoda symulacji może zostać zastąpiona przez metodę perturbacji stochastycznej w celu wielokrotnego zmniejszenia czasu oraz mocy obliczeniowej.

2

Tolerance modeling of dynamic behavior of thin plates with dense system of ribs in two directions

Michalak B., Rabenda M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 17, no. 2

222--230

EN

The subject of this paper are thin composite rectangular plate. The plates are made of two families of ribs and homogeneous material of a matrix. The main feature of the considered plates is, that a distance between the ribs is comparable to the thickness of the plate. The widths of the ribs can vary slowly in the midplane of the plate. This allows you to get a desirable frequency of natural vibrations of the plate. The formulation of averaged model equations is based on the tolerance averaging approach (Wozniak et al. 2008, 2010). The general results of the contribution are illustrated using the analysis of natural vibrations of the plates under consideration. It will be carried out validation of the obtained mathematical model by comparison of results from obtained model equations with results from finite elements method (Abaqus program).

3

The analysis of the impact of different shape functions in tolerance modeling on natural vibrations of the rectangular plate with dense system of the ribs in two directions

Rabenda M.

Vibrations in Physical Systems

|

2016

|

Vol. 27

301--308

EN

The main concern of this paper are thin rectangular plates with dense system of the ribs in two directions. The aim of the analysis is the examination of the impact of different shape functions in tolerance modeling on natural vibrations of the plates. The plate is made of two different materials, both for matrix and ribs. The thickness of the plate is comparable to the width of the ribs. This provides a powerful tool for getting a desirable frequency of natural vibrations of the plate. The tolerance averaging approach is the base for the formulation of averaged model equations. The most accurate readings presenting this method are described in Wozniak et al. [1]. By application of the tolerance averaging technique to the known differential equations of considered plates, the averaged equations of the tolerance model have been derived. The general results of the contribution are illustrated using the analysis of natural vibrations. The effect of different shape functions on free vibration frequencies is examined.