Pasternak Zeminine Yaslanan Ve Kısmen Akışkan İle Temas Eden Mindlin Plağının Dinamik Davranışı

Abstract

Bu çalışmada Pasternak zeminine oturan ve aynı zamanda durağan bir akışkan alanıyla kısmen temas eden Mindlin plaklarının dinamik davranışı incelenmiştir. Gâteaux türevinden yararlanılarak plak-zemin etkileşimi karışık sonlu eleman yöntemi ile ele alınmış, yayılı kütle matrisinde plak dönel eylemsizlikleri de gözetilmiştir. Akışkan-yapı etkileşimi içinse sınır eleman yönteminden yararlanılmıştır. Uygulanan kabuller, plak-zemin sisteminin akışkanla temas sırasında kendi doğal modlarında titreştiği ve her bir elastik moda karşılık plak ıslak yüzeyi üzerinde bir basınç dağılımının oluştuğu şeklindedir. Akışkan serbest yüzey etkileri sonsuz-frekans kabulü altında ihmal edilmiştir. Ortaya çıkan etkileşim kuvvetleri akışkan eylemsizlik etkisini temsil eden genelleştirilmiş ek su kütlesi formundadır. Sunulan çözüm yaklaşımı örneklerle test edilmiş, zemin varlığının ve akışkan etkileşiminin Mindlin plağının dinamik davranışına olan etkileri parametrik olarak ayrıca incelenmiştir.

This study is concerned with the dynamic response of Mindlin plates resting on an Pasternak foundation and simultaneously interacting partially with a quiescent fluid field. Plate-foundation interaction is simulated in the framework of a mixed finite element by employing the Gâteaux differential. Consistent mass matrix formulation is used by considering the rotary inertia. Fluid-structure interaction analysis is carried out by the boundary element method. It is assumed that the plate – elastic foundation system vibrates in its in vacuo eigenmodes when it is in contact with fluid, and that each mode gives rise to a corresponding surface pressure distribution on the wetted surface of the structure. The fluid free-surface effects are neglected by imposing the high-frequency limit condition. The fluid-structure interaction forces are calculated in terms of the generalized hydrodynamic added mass coefficients that represent the inertial effect of the fluid. The methodology is verified, and the influence of foundation and fluid interaction on the dynamic behavior of the Mindlin plate is studied through parametric investigations.