تحلیل دینامیکی اندرکنش سد و مخزن به روش مرز مقیاس شده

سدها از مهم ترین و پرهزینه ترین سازه های دنیای امروزی هستند. صرف هزینه های قابل توجهی از منابع مالی و نیروی انسانی در ساخت این پروژه های عظیم، توجیهی بر اهمیت تحلیل و طراحی دقیق این سازه ها است. به عبارت دیگر صرف وقت، دقت و هزینه بیشتر در مرحله تحلیل و طراحی، که نهایتاً منجر به پیش گیری از شکست و آسیب سازه تحت بارهای بهره برداری و افزایش طول عمر آن خواهد شد، در کاهش هزینه های محتمل بعدی جهت نگهداری و تعمیر سد نقش قابل توجهی را ایفا می نماید. در تحلیل دینامیکی سدها عوامل گسترده ای پیش روی طراح قرار دارد. یکی از عمده ی این موارد، اثر اندرکنشی سیال درون مخزن تحت بارهای دینامیکی مانند زلزله، بر بدنه سد می باشد. به نحوی که چشم پوشی نمودن از اثر این حجم و وزن عظیم آب سبب ایجاد خطا های بزرگی در تحلیل پاسخ های سازه می گردد. جهت تحلیل مسئله اندرکنش سد و مخزن تا کنون روش های تحلیلی و عددی گوناگونی ارائه شده است. در این تحقیق پاسخ دینامیکی سد بتنی وزنی تحت تحریک زلزله، با در نظر گرفتن اثر نیمه بی نهایت بودن مخزن آن در دو بعد مورد بررسی قرار گرفته است. جهت تحلیل سد، از روش اجزای محدود و در تحلیل سیال درون مخزن یک بار از روش اجزای محدود و بار دیگر از ترکیب روش اجزای محدود و مرز مقیاس شده استفاده شده و در پایان نتایج حاصل با یک نمونه حل تحلیلی مورد مقایسه قرار گرفته است. روش مرز مقیاس شده با تعریف یک دستگاه مختصات منحصر به فرد، قابلیت تحلیل مسئله انتشار موج را در محیط های نیمه بی نهایت فراهم می نماید. در حالی که در روش اجزای محدود امکان مدل سازی محیط نامحدود وجود نداشته و اثر انتشار امواج در این روش، بایستی با محدود سازی دامنه مسئله و اعمال شرایط مرزی تقریبی به مرزهای دامنه اعمال شود که این خود سبب ایجاد خطا در تحلیل اثر موج منتشر شده می گردد. نتایج حاصل نشان می دهد که استفاده از روش ترکیبی در مقایسه با روش اجزای محدود می-تواند با مدل نمودن طول کوچک تری از مخزن نتایج دقیق تری از انتشار امواج در محیط سیال را ارائه دهد. این روش با کاهش قابل توجه در حجم عملیات محاسباتی و افزایش دقت، توجیه کننده برتری نسبت به روش های محدود در تحلیل مخزن سدها می باشد.