دراسة عددية ثلاثية الأبعاد للسلوك الزلزالي و للتأثير المتبادل (تربة – أوتاد – منشأ) بطريقة العناصر المنتهية

يتناول هذا البحث دراسة سلوك الأوتاد تحت تأثير الحمولات الزلزالية من خلال نمذجة فراغية (3D) باستخدام طريقة العناصر المنتهية (FEM) – برنامج (ABAQUS) مع إجراء دراسة متغيرات لأهم المعاملات المؤثرة على الانتقالات و القوى الداخلية المتولدة في الأوتاد. لقد تم إنجاز البحث على مرحلتين: في المرحلة الأولى تم دراسة حالة وتد منفرد (حالة مرجعية)، حيث تم دراسة سلوك وتد منفرد يسند منشأ تم نمذجته بجملة ذات درجة حرية واحدة. أظهرت نتائج الدراسة البارامترية أن وجود المنشأ يسبب تطبيق حمولة كبيرة في الجزء العلوي من الوتد ناتجة عن أثر العطالة و يكون طاغياً على الأثر الحركي، و أن قوى العطالة تزداد بزيادة كتلة المنشأ, و عندما يكون التردد الأساس للمنشأ قريب من تردد الحمولة الزلزالية. أما المرحلة الثانية فتناولت دراسة حالة مجموعة أوتاد، حيث تم دراسة تأثير عدد الأوتاد و تباعداتها و مواقعها على القوى الداخلية و الانتقالات المتولدة في الأوتاد، و قد أظهرت نتائج الدراسة البارامترية لهذه المرحلة من البحث أن زيادة عدد الأوتاد في المجموعة تسبب زيادة كبيرة للقوى الداخلية المتولدة في رأس الوتد و تناقصاً طفيفاً لهذه القوى في الجزء الوسطي من الوتد، كما لوحظ عدم توزع الحمولات الزلزالية بشكل متساوٍ على جميع الأوتاد فالأوتاد الركنية تخضع لأكبر قوى بينما الأوتاد الوسطية تخضع لأقل قوى.

تقييم فعالية موديل مقترح لمحاكاة سلوك جيزان بيتونية مسلحة مدعمة على القص بشرائح GFRP

يتناول بحثنا هذا دراسة تجريبية تحليلية تهدف تقييم فعالية موديل عناصر منتهية مقترح لمحاكاة سلوك جيزان بيتونية مسلحة مدعمة بشرائح(GFRP)-Glass Fiber Reinforced Polymers البولمرات المسلحة بألياف الزجاج- من خلال دراسة طاقة التحمل القصوى لهذه الجيزان و آلية تشققها و انهيارها بالإضافة لمنحنيات حمولة-سهم و ذلك باختبار تسعة جيزان بيتونية مسلحة بسيطة الاستناد أبعاد كل منها 200x30x16 cm قسمت لثلاث مجموعات الأولى معيارية تضم ثلاثة جيزان معيارية، و الثانية تضم ثلاثة جيزان مدعمة بشرائح شاقولية جانبية من GFRP، و الثالثة تضم ثلاثة جيزان مدعمة بشرائح جانبية من GFRP مائلة بزاوية 45°عن محور الجائز، و اقتراح موديل حجمي من العناصر المنتهية لمحاكاة سلوك هذه الجيزان باستخدام برنامج ANSYS10، و مقارنة هذه النتائج التي أثبتت فعالية الموديل المقترح في محاكاة سلوك الجيزان المختبرة حيث توافقت مع النتائج التي حصلنا عليها تجريبياً.

نمذجة الحقول الكهرطيسية و محاكاتها في المحركات التحريضية ثلاثية الطور باستخدام الحزمة البرمجية ANSYS

تعد دراسة الحالة الكهرومغناطيسية في الآلات و الأجهزة الكهربائية بمختلف مكوناتها أمراً بالغ الأهمية، و خاصة في مجال التصميم و الاستثمار و الأداء الأمثل. و يستخدم لتحقيق ذلك العديد من الطرائق التي تتفاوت بدرجة دقتها و سهولة إمكانياتها. يهدف هذا البحث إلى دراسة الحقول الكهرومغناطيسية في المحركات التحريضية ثلاثية الطور من خلال التقنيات الرقمية لتحليلها، باستخدام البيئات البرمجية المتقدمة لإيجاد محددات الحقول و معاملاتها و توزعها في هذه الآلات، لأن هذه الحقول تشكل المبدأ الأساسي في عمل هذه المحركات. استخدمت في هذا البحث طريقة العناصر المنتهية بمساعدة الحاسوب لحل المعادلات المغناطيسية المعقدة انطلاقاً من معادلات ماكسويل. تم تحقيق الدراسة بمحاكاة الحقل المغناطيسي في الآلة التحريضية بمساعدة الحزمة البرمجية ANSYS. من خلال النتائج العملية للنمذجة تبين لنا إمكانية دراسة أداء الآلة التحريضية انطلاقاً من تحديد توزع الحقول الكهرطيسية في الأجزاء المختلفة منها بهدف الحصول على التصميم الأمثل للآلة .

تصميم ألياف بلورية فوتونية عالية اللاخطية ذات خسارة حصر منخفضة جدا

الألياف البلورية الفوتونية هي نوع جديد من الألياف البصرية, مصنوعة من مادة واحدة و تحتوي ثقوباً هوائية في الغلاف, تجري في هذا البحث دراسة و مقارنة الخصائص البصرية, مثل المساحة الفعالة و خسارة الحصر و اللاخطية, بين ثلاث بنى مختلفة لليف البلوري الفوتوني (البنية السداسية و البنية الثمانية و البنية العشارية) و ببارامترات بنيوية مختلفة (عدد حلقات الثقوب الهوائية و قطر الثقب الهوائي و ثابت الشبكية)، و ذلك بهدف استخدام هذا الليف في مضخمات رامان البصرية, تمت نمذجة هذه البنى بالاستعانة ببرنامج (COMSOL MULTIPHYSICS), الذي يعتمد في الحل على طريقة العناصر المنتهية. تبين من نتائج المحاكاة الرقمية أن الليف البلوري الفوتوني ذي البنية العشارية يؤمن اخفض خسارة للحصر و اصغر مساحة فعالة بالإضافة إلى أعلى معامل لاخطية و ذلك بالمقارنة مع البنيتين الأخريين، و هذا يؤهله لأغلب تطبيقات شبكات الاتصالات البصرية بعيدة المسافة .

دراسة الإطارات المستوية و الفراغية وفق نظرية المرتبة الثانية باستخدام خوارزمية معدلة لطريقة العناصر المنتهية

تم في هذه الدراسة تقديم مقاربة معدلة لطريقة العناصر المنتهية- نموذج الانتقالات لنمذجة و تحليل جمل إنشائية إطارية مستوية و فراغية وفق نظرية المرتبة الثانية، بإدخال توابع التحميل لعنصر طولي محمل فراغياً إلى توابع انتقالاته و قوى مقاطعه الداخلية.

نمذجة عددية بطريقة العناصر المنتهية لتشوهات سطح الأرض الناتجة عن تنفيذ الأنفاق السطحية في الترب الطرية

تتناول هذه المقالة دراسة هبوط سطح الأرض الناتج عن تنفيذ الأنفاق السطحية باعتماد تحليل عددي ثنائي الأبعاد حسب طريقة FEM، بافتراض شرط الحقل الأخضر, و الذي يعني عدم وجود أية حمولات على سطح الأرض فوق النفق. و قد تم نمذجة المسألة باعتماد الحالة التشوهية المستوية باعتماد سلوك مرن –لدن لا خطي لنمذجة السلوك الاجهادي - التشوهي التربة وفق موديل (Hardening Soil Model: HS-Model). تتضمن هذه المقالة مقارنة بين نتائج التحليل العددي و قياسات الحقلية مرجعية لمشاريع منفذة كما تتضمن دراسة بارامترية لأغلب العوامل التي تؤثر على هبوط سطح الأرض.

دراسة عددية حول رفع قدرة التحمل الحدية لأساس مستمر على تربة غضارية مسلحة بطبقة رقائق جيوتكنيكية مصنعة و وسادة رملية

يهدف هذا البحث بشكل أساسي لدراسة الفائدة المثلى من استخدام الشرائح الجيوتكنيكية المصنعة (Geogrid) كتسليح لتحسين قدرة تحمل التربة و تخفيض الهبوط تحت الأساسات المستمرة المنفذة على تربة غضارية. لتحقيق هذا الهدف تم إجراء نمذجة عددية بطريقة FEM، لدراسة سلوك التربة المسلحة تحت الأساس، و لإجراء دراسة بارامترية لأهم العوامل المؤثرة على قدرة تحمل التربة و أهمها موقع طبقة الجيوغريد تحت الأساس. و قد أظهرت نتائج التحليل العددي أن إضافة طبقة تسليح إلى التربة يمكن أن يحسن من قدرة تحمل التربة بشكل واضح كما أنه يؤدي إلى تخفيض الهبوط الناتج تحت الأساس، و إن التشوه الحاصل في شرائح التسليح مرتبط بشكل مباشر بالهبوط، و وضع التسليح في التربة المسلحة يؤدي إلى توزيع للحمولات على مساحة أكبر و يؤدي إلى الإقلال من تركيز الإجهادات و يسبب توزع أفضل لهذه الإجهادات. و هذه الإعادة في توزيع الإجهادات تحت طبقات التسليح تؤدي إلى تخفيض الهبوط في الطبقات ذات قدرة التحمل الضعيفة التي تليها.

خوارزمية لحل معادلة الحمل غير الخطية بطريقة عددية باستخدام توابع B-spline التكعيبية

نقدم في هذا البحث حل تقريبياً لمعادلة الحمل باستخدام طريقة العناصر المنتيية. تقوم هذه الطريقة على تحويل معادلة الحمل غير الخطية إلى جملة معادلات تفاضلية عادية بالاستفادة من بعض أشكال توابع B-spline التكعيبية. ثم حل هذه الجملة باستخدام طريقة SSP-RK54 و قد وضعنا خوارزمية مفصلة تبين مراحل العمل بشكل دقيق. و قمنا . بكتابة برنامج لتنفيذ هذه الخوارزمية نفذناه على مجموعة من الأمثلة لها حلول تحليلية معلومة ثم حسبنا الخطأ المرتكب لتقييم جودة الطريقة. و وجدنا أن هذه الطريقة تعطي حلولا تقريبية جيدة لمسألة الحمل.

دراسة توزع الحقل الكهرومغناطيسي في محولة توزيع 20/0.4kV باستخدام طريقة العناصر المنتهية

يقدم هذا البحث دراسة توزع الحقول الكهرومغناطيسية في محولة توزيع ثلاثية الطور 200kVA-20/0.4kV من خلال استنتاج المعادلة الكهرومغناطيسية الحاكمة و حلها باستخدام طريقة العناصر المنتهية عن طريق برنامج FEMM4.2.

تصميم مرشح شرائحي ثلاثي الحزم الترددية عالي الانتقائية باستخدام رنانات متدرجة الممانعة ثلاثية المقاطع

في هذا البحث تم تصميم مرشح شرائحي ثلاثي الحزم الترددية BPF يعمل عند التردد 5.2GHz ،3.32GHz ،2.37GHz الواقعة ضمن مجال تطبيقات أنظمة WiMAX و WLAN باستخدام رنانات متدرجة الممانعة ثلاثية المقاطع (TSSIRs) مع مقطع عرضي مفتوح و خط تغذية من الدرجة صفر. حيث تم التحكم بحزم التمرير من خلال تغيير نسب الممانعة للرنانة متدرجة الممانعة.