به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Radial basis functions » در نشریات گروه « عمران »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Radial basis functions » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • سمیرا محمدعلیان، رضا بابایی، احسان جباری

    مراکز محاسباتی در روش توابع پایه شعاعی بدون شبکه چندربعی به علت عدم ارتباط هندسی و فیزیکی با یکدیگر دارای قابلیت انطباق پذیری بالا و لذا مناسب برای اعمال توزیع های انطباقی هستند. در این پژوهش، برای اولین بار یک الگوریتم انطباقی جدید بر مبنای تغییرات (گرادیان) متغیرهای فیزیکی مسیله با هدف ایجاد یک توزیع بهینه پیشنهاد شده است. توزیع انطباقی این الگوریتم، دقت و سرعت روش چندربعی را نسبت به توزیع یکنواخت در مسایل ناپایا به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد. در این رویکرد نواحی با تغییرات فیزیکی کم و زیاد در گام زمانی معلوم شناسایی می شوند و تعداد مراکز محاسباتی به ترتیب در آن ها کاهش و افزایش می یابد. بنابراین نیاز به یک توزیع فشرده یکنواخت در سراسر میدان به منظور کاهش خطا در نواحی با تغییرات فیزیکی زیاد از بین می رود. در مواجهه با دیگر چالش مهم روش چندربعی یعنی تعیین متغیر شکل بهینه نیز یک روش ساده و کارآمد به گونه ای معرفی می شود که به بهینه سازی متغیر شکل در هر گام زمانی نیاز نباشد و هزینه های محاسباتی کنترل گردد. در پایان، کارایی روش پیشنهادی با ارایه مثال هایی از معادلات پخش، جابجایی و پخش-جابجایی برای مقایسه با توزیع های یکنواخت و سنجش میزان سرعت و دقت آن ها با حل دقیق نشان داده می شود.

    کلید واژگان: روش بدون شبکه, توابع پایه شعاعی, روش چندربعی, الگوریتم انطباقی, گرادیان}
    Samira MohammadAlian, Reza Babaee, Ehsan Jabbari

    The computational centers in the multiquadric radial basis functions meshless method have high adaptability considering the lack of geometric and physical connection between the centers. In this research, a new adaptive algorithm is proposed based on the gradients of the physical variables of the problem with the aim of creating an optimal distribution. The resulted adaptive distribution generated by this algorithm improves significantly the accuracy and speed of the multiquadric method compared to the uniform distribution in steady and unsteady problems. In this approach, firstly, the domains with low and high physical variations are identified in a known time step, then the number of computational centers decreases and increases in these areas, respectively. Thus, the centers will be distributed more compact where needed and will be eliminated where not. Facing another important challenge of the multiquadric method, i.e. determining the optimal shape parameter, a simple and efficient method is introduced in such a way that there is no need to optimize the shape parameter at each time step and the computational costs are controlled. Finally, the effectiveness of the proposed method is shown by solving examples of diffusion, convection and convection-diffusion equations. The results are compared to their uniform distributions by measuring their efficiency and to the exact solution by evaluating the accuracy.

    Keywords: Meshless Method, Radial Basis Functions, Multiquadric -Method, Adaptive Algorithm, Gradient}
  • رضا بابایی، احسان جباری*، مرتضی اسکندری قادی
    در پژوهش حاضر، روش بدون شبکه ی تابع پایه ی شعاعی چند ربعی برای حل مسایل اندرکنش لرزه یی سد مخزن پی در حوزه ی بسامد توسعه داده شده است. در این راستا، یک فن نوین تجزیه ی دامنه پیشنهاد شده است که در آن دو تابع شکل چند ربعی مجزا برای هر مرکز محاسباتی واقع بر مرزهای اندرکنشی تعریف شده است. همچنین برای تعیین یکی از مهم ترین عوامل در دقت و سرعت روش حاضر، یعنی متغیر شکل بهینه، روابط جدیدی براساس بسامد بار زلزله پیشنهاد شده است که هزینه های محاسباتی را به طور چشم گیری کاهش می دهد. نتایج نشان می دهد که متغیر شکل بهینه به تعداد زیردامنه ها، نسبت سختی سد به پی و تراکم پذیری سیال وابسته نیست و این امر بر کارایی رویکرد حاضر می افزاید. راستی آزمایی روش پیشنهادی نیز طی مثال های مختلفی در مقایسه با روش دقیق به انجام رسیده و سرعت و دقت بیشتر آن در مقایسه با روش اختلاف محدود نشان داده شده است.
    کلید واژگان: توابع پایه ی شعاعی, تابع چند ربعی, روش بدون شبکه, متغیر شکل, اندرکنش سد مخزن پی}
    R. Babaee, E. Jabbari *, M. Eskandari Ghadi
    The Multiquadric Radial Basis Function (MQ-RBF) method, despite its advantages, has not yet been developed to be used for Dam-Reservoir-Foundation Interaction (DRFI) problems. In this study, this mesh-less method was developed for solving the DRFI systems in the frequency domain. A new domain decomposition technique was also used for analyzing dynamic interaction problems for the first time in MQ-RBF. In this regard, the computational domain is divided into dam, reservoir, and foundation subdomains. Then, the MQ-RBF method is separately applied to each subdomain. For applying the dynamic interaction between two adjacent subdomains, two Multiquadric shape functions must be considered for each computational center on their interaction boundary. Besides, each shape function is also defined using the computational centers in the subdomain. One of the important challenging issues in RBFs is the determination of the Optimal Shape Parameter (OSP). Thereafter, some new relations in terms of the earthquake frequencies are proposed for the OSPs in different cases of the interaction systems. In this regard, a few frequency magnitudes were considered and, consequently, different relations were presented for all frequencies using the obtained OSPs. It is found that, the OSP does not depend on the shear modulus of neither the dam nor the foundation. Moreover, the OSP value are not sensitive to the fluid compressibility and do not depend on the number of subdomains. Apparently, these properties reduce the computational costs and facilitate the MQ-RBF application. In order to validate the capabilities of the approach, nine numerical examples are solved in which the Roots Mean Square Error (RMSE) criterion has been evaluated for comparing the results with those of the exact and FD methods. Results show that the proposed method is of acceptable accuracy, i.e. more accurate than FD even with much more FD computational nodes. Also, it is shown that the errors increase by increasing the earthquake frequency value while the FD errors seem to be unacceptable in frequency values close to the resonance frequency, unlike those of the MQ-RBF.
    Keywords: Radial basis functions, Multiquadric method, Mesh-less method, Shape Parameter, Dam-reservoir-foundation interaction}
  • حمیدرضا کاظمی، فرزاد شهابیان*، سید محمود حسینی

    کاربرد زیاد مواد متخلخل در بسیاری از شاخه های مهندسی سبب شده است که پژوهشگران مطالعاتی در زمینه ی تحلیل استاتیکی و دینامیکی در سازه ها و محیط های متخلخل انجام دهند. تحلیل سازه های مذکور به سبب پیچیدگی معادله های دیفرانسیل حاکم بر آن ها به روش های عددی امکان پذیر است. یکی از روش های عددی نوین که در دهه ی اخیر به آن توجه شده است، روش بدون شبکه است. نوع تابع شکل انتخابی از ویژگی های تاثیرگذار در نتایج در روش بدون شبکه است. از این رو، انواع توابع شکل بر روی ستونی از ساختارهای متخلخل بررسی و تابع شکل مناسب برای تحلیل انتخاب شده است. درنظر گرفتن اثر میرایی در مدل سازی تحلیل های دینامیکی، امری اجتناب ناپذیر است. از این رو به مدل سازی تاثیر میرایی در قسمت جامد در رفتار جابه جایی و تنش ایجاد شده در سازه های متخلخل اشاره شده است. مطابق نتایج به دست آمده، در نسبت میرایی های متداول برای قسمت جامد مواد متخلخل، با افزایش نسبت میرایی ذکر شده، دامنه ی ارتعاش جابه جایی و تنش کاهش می یابد و مشخص می شود که زمان تناوب ارتعاش رفتار دینامیکی مواد متخلخل، مستقل از نسبت میرایی قسمت جامد است.

    کلید واژگان: تابع شکل شعاعی, مواد متخلخل, میرایی رایلی, روش بدون شبکه, بارهای دینامیکی}
    H.R. Kazemi, F. Shahabian *, S. M. Hosseini

    Porous materials are widely applied in different engineering fields such as chemical engineering, materials engineering, environmental geomechanics, biomechanics, soil structure interaction and geomechanics. For this reason, dynamic and static analysis of the stress and strain of structures and continuum made of these materials have attracted the attention of researchers. To analyze these structures, numerical methods are required due to the fact that the governing equations are complicated. The meshless method was well implied for many structural problems in recent decades. In this method, the scattered nodes with regular or irregular distributions are used to discretize the field functions in local sub-domains. Because of using the nodes rather than the elements, the application of meshless method in some problems yields to more accurate results. To interpolate the fields' variables in terms of its nodal values, the radial point interpolation method (RPIM) with radial basis function (RBF) is used. The radial point interpolation method (RPIM) is employed to construct the shape functions. Because of the fact the interpolation function type affects the results of meshless approach, various interpolation functions are investigated. Then, the most proper one is selected for analyzing the porous material structure. To verify the presented method, the result of cylinders made of saturated porous materials using MLPG method under dynamic loading is compared to the analytical results. A good agreement between the presented method and analytical result is achieved. It is worthwhile to mention that damping should be included in dynamic analysis. Hence, the modeling of damping effect on the behavior of porous material is conducted. According to the obtained results, for the usual damping ratios of the porous materials, increasing the damping ratio leads to reduction in the displacement amplitude and stress. Also, it is observed that the period of the porous material are independent from its damping ratio.

    Keywords: Radial Basis Functions, Porous Materials, Rayleigh Damping, MLPG Method, Dynamic Loads}
  • حمید مهرابی، بهنام تشیع*

    مدیریت و اخذ تصمیمات موثر در بسیاری از حوزه های علمی و اجرایی نیازمند سطوح پیوسته و دقیق از داده های مکان مرجع است. معمولا چنین داده هایی مستقیما قابل اخذ نیستند و از داده هایی که به صورت نقطه ای جمع آوری می گردند، تولید می شوند. علاوه بر هزینه قابل توجه جمع آوری داده های نقطه ای، این داده ها به ویژه در مناطق وسیع یا صعب العبور به صورت پراکنده و نامنظم برداشت می شوند و در بسیاری از موارد با تغییرات زیاد در مقادیر مواجهند. گمانه های تحقیقاتی مربوط به اندازه گیری عیار مواد معدنی از جمله داده های مکان مرجع نقطه ای هستند که دارای ویژگی های پراکندگی، بی نظمی و همچنین تغییرات قابل توجه در مقادیر (شکستگی) هستند. با وجود اینکه پراکندگی و شکستگی داده ها در کارایی روش های درونیابی تاثیرگذار است ولی از روش های متداول، برای درونیابی انواع داده های معدنی استفاده می گردد. در این مطالعه، از تلفیق دو روش کمترین مربعات متحرک و کمترین مربعات بازگشتی یک روش درونیابی دقیق، قابل اعتماد و انعطاف پذیربرای درونیابی مواد معدنی پیشنهاد شده است. در روش پیشنهادی برای کشف شکستگی از مقادیر خطاهای ظاهری محاسبات کمترین مربعات استفاده شده است. در این روش، برای نقاط مرکزی یک آستانه پیوستگی (عدم شکستگی) بر اساس انحراف معیار مقادیر مشاهداتی تعیین می گردد، تا نقاط دارای شکستگی کشف و از محاسبه ارزش مقدار مرکزی حذف شوند. علاوه بر این، با استفاده از ویژگی بازگشتی، اندازه دامنه تاثیر به صورت دینامیک تعیین می گردد. در این روش برای هر نقطه مرکزی یک شعاع دامنه تاثیر منحصر به فرد متناسب با مقادیر و ساختار نقاط پیرامونی نقطه مرکزی تعیین می شود. دینامیک بودن اندازه شعاع دامنه تاثیر این امکان را فراهم می نماید که مقادیر ضرایب چندجمله ای و به تبع آن مقدار مرکزی با دقت و قابلیت اعتماد مطلوب تعیین شوند. کارایی روش پیشنهادی از طریق اعمال آن بر روی داده های شبیه سازی شده و همچنین مقایسه نتایج آن با نتایج حاصل از اجرای روش های متداول درونیابی بر روی داده های معدنی واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. RMSE روش پیشنهادی با استفاده از روش اعتبارسنجی متقابل 10تایی برای عنصر کروم معادل 28.020 و برای آهن معادل 1.074 است. مقایسه این نتایج با روش های متداول درونیابی نشان می دهد در شرایط توزیع نامناسب و پراکنده داده ها، کارایی روش پیشنهادی در مورد هر دو دسته عناصر دارای غلظت و تغییرات قابل توجه و عناصر دارای غلظت پایین و سطوح تقریبا یکنواخت بالاتر است.

    کلید واژگان: درون یابی, کمترین مربعات بازگشتی, کمترین مربعات متحرک, توابع پایه شعاعی, داده های معدنی}
    H. Mehrabi, B. Tashayo*

    Management and exploitation in mines require a continuous and relatively smooth surface of the mineral grades. While assessing the various mineral elements, the scattered exploratory cavities are irregularly excavated. Producing a continuous surface from measured data requires interpolation methods. Several factors, including the characteristics of the data, affect the efficiency of the interpolation methods. For this reason, the efficiency of different methods in various cases is inconsistence, and choosing the appropriate interpolation method is also challenging. Interpolation methods can be categorized into two groups of mesh-based and meshless methods. Despite the efficiency and capabilities of meshless methods, they have a fundamental shortcoming due to the fixed size of the support domain. On the one hand, the distribution of exploratory cavities in mines is usually irregular, and in some areas, it is very dense, and in others, it is very sparse. On the other hand, the grade values of minerals at the surface of the region can be very variable with high changes. Conventional interpolation methods do not have sufficient efficiency and flexibility in confronting these two aforementioned issues. In this study, a precise, reliable, and flexible method is developed for interpolation of minerals through integrating the moving least squares and recursive least squares methods. In the proposed method for crack detection, the residuals statistical test of least squares computations is used.  In this method, for the central point, a continuity threshold (non-continuity) is determined based on the standard deviation of field values, so that points with crack are revealed and removed from the calculation of the value of the central point. Moreover, the size of the support domain is determined dynamically based on the recursive property of the method. In this method, an individual radius for the support domain is assigned to each central point according to the values and distributions of the surrounding field points. The dynamic size of the support domain allows a precise and reliable estimation of polynomial coefficients and the values of the central points. The efficiency of the proposed method is evaluated by applying it to simulated data as well as comparing it with the results of conventional interpolation methods on real mineral data. The results of the simulation data indicate the ability of the proposed method to reveal the non-continuity and fractures of surfaces with determining the dynamics size of the support domain based on the data structure. To compare the results of the proposed method with conventional interpolation methods including LPI, IDW, Kriging, and RBF, the root mean square error (RMSE), mean and median of errors are used. In this way, in addition to the overall accuracy of each method, the distribution of errors is also determined. The RMSE, mean and median errors of the proposed method, using the 10-fold cross-validation method for chromium (Cr), are 28.020, 0.2.201 and 2.874, respectively, and for iron (Fe) are 1.074, 0.017 and 0.094, respectively. Comparison of these results with conventional interpolation methods indicates the efficiency of the proposed method for both groups of high concentration and significant changes in the values and low concentration and almost uniform level of values. The results indicate the ability of the proposed method in detecting the jumps and non-continuity in the support domain and removal of some field points within the dynamic process, lead to a significant increase in the efficiency of the method compared to conventional methods.

    Keywords: Interpolation, Recursive Least Squares, Moving Least Squares, Radial Basis Functions, Mineral Data}
  • S. Shojaee, M. Mohamadianb, N. Valizadeh
    In the present paper, an approach is proposed for structural topology optimization based on combination of Radial Basis Function (RBF) Level Set Method (LSM) with Isogeometric Analysis (IGA). The corresponding combined algorithm is detailed. First, in this approach, the discrete problem is formulated in Isogeometric Analysis framework. The objective function based on compliance of particular locations of materials in the structure is used and find the optimal distribution of material in the domain to minimize the compliance of the system under a volume constraint. The refinement is employed for construction of the physical mesh to be consistent with the mesh is used for level set function. Then a parameterized level set method with radial basis functions (RBFs) is used for structural topology optimization. Finally, several numerical examples are provided to confirm the validity of the method.
    Keywords: isogeometric analysis, topology optimization, shape optimization, level set method, radial basis functions}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال