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Safety operation of important civil structures such as bridges can be estimated by using fracture analysis. Since the analytical methods are not capable of solving many complicated engineering problems, numerical methods have been increasingly adopted. In this paper, a part of isotropic material which contains a crack is considered as a partial model and the proposed model quality is evaluated. EXtended IsoGeometric Analysis (XIGA) is a new developed numerical approach [1, 2] which benefits from advantages of its origins: eXtended Finite Element Method (XFEM) and IsoGeometric Analysis (IGA). It is capable of simulating crack propagation problems with no remeshing necessity and capturing singular field at the crack tip by using the crack tip enrichment functions. Also, exact representation of geometry is possible using only few elements. XIGA has also been successfully applied for fracture analysis of cracked orthotropic bodies [3] and for simulation of curved cracks [4]. XIGA applies NURBS functions for both geometry description and solution field approximation. The drawback of NURBS functions is that local refinement cannot be defined regarding that it is based on tensorproduct constructs unless multiple patches are used which has also some limitations. In this contribution, the XIGA is further developed to make the local refinement feasible by using Tspline basis functions. Adopting a recovery based error estimator in the proposed approach for evaluation of the model quality and performing the adaptive processes is in progress. Finally, some numerical examples with available analytical solutions are investigated by the developed scheme.
This paper presents a robust model updating strategy for system identification of wind turbines. To control the updating parameters and to avoid ill-conditioning, the global sensitivity analysis using the elementary effects method is conducted. The formulation of the objective function is based on M¨uller-Slany’s strategy for multi-criteria functions. As a simulationbased optimization, a simulation adapter is developed to interface the simulation software ANSYS and the locally developed optimization software MOPACK. Model updating is firstly tested on the beam model of the rotor blade. The defect between the numerical model and the reference has been markedly reduced by the process of model updating. The effect of model updating becomes more pronounced in the comparison of the measured and the numerical properties of the wind turbine model. The deviations of the frequencies of the updated model are rather small. The complete comparison including the free vibration modes by the modal assurance criteria shows the excellent coincidence of the modal parameters of the updated model with the ones from the measurements. By successful implementation of the model validation via model updating, the applicability and effectiveness of the solution concept has been demonstrated.
Due to the complex interactions between the ground, the driving machine, the lining tube and the built environment, the accurate assignment of in-situ system parameters for numerical simulation in mechanized tunneling is always subject to tremendous difficulties. However, the more accurate these parameters are, the more applicable the responses gained from computations will be. In particular, if the entire length of the tunnel lining is examined, then, the appropriate selection of various kinds of ground parameters is accountable for the success of a tunnel project and, more importantly, will prevent potential casualties. In this context, methods of system identification for the adaptation of numerical simulation of ground models are presented. Hereby, both deterministic and probabilistic approaches are considered for typical scenarios representing notable variations or changes in the ground model.
The upper limit of the thermal conductivity and the mechanical strength are predicted for the polyethylene chain, by performing the ab initio calculation and applying the quantum mechanical non-equilibrium Green’s function approach. Specially, there are two main findings from our calculation: (1) the thermal conductivity can reach a high value of 310 Wm−1 K−1 in a 100 nm polyethylene chain at room temperature and the thermal conductivity increases with the length of the chain; (2) the Young’s modulus in the polyethylene chain is as high as 374.5 GPa, and the polyethylene chain can sustain 32.85%±0.05% (ultimate) strain before undergoing structural phase transition into gaseous ethylene.
Die besondere Aggressivität von hochkonzentrierten Magnesiumsulfatlösungen bei Einwirkung auf Beton ist seit vielen Jahrzehnten bekannt. Neben dem Sulfat greift zusätzlich auch das Magnesium den Zementstein an. Bei hohen Lösungskonzentrationen nimmt der Magnesiumangriff gegenüber dem Sulfatangriff sogar eine dominante Rolle ein. Magnesiumgehalte unter 300 mg/l im Grundwasser gelten allerdings bislang als nicht angreifend. In Auslagerungs- und Laborversuchen wurde jedoch festgestellt, dass auch bei praxisrelevanten Magnesium- (<300 mg/l) und Sulfatgehalten (1.500 mg/l) das Magnesium zu einer deutlichen Verschärfung des Sulfatangriffes bei niedrigen Temperaturen führte. Diese Verschärfung trat bei Mörteln und Betonen auf, bei denen der erhöhte Sulfatwiderstand durch einen teilweisen Zementersatz mit 20 % Flugasche zu einem CEM II/A-LL erreicht werden sollte, gemäß der Flugascheregelung nach EN 206-1/DIN 1045-2.
Bei einem teilweisen Zementersatz durch 30 % Flugasche konnte auch in magnesiumhaltigen Sulfatlösungen eine deutliche Verbesserung des Sulfatwiderstandes erreicht werden. Mörtel mit HS-Zement als Bindemittel wiesen keinerlei Schäden auf. Schadensverursachend war eine Kombination mehrerer Einflüsse. Zum einen wurde der Sulfatwiderstand des Zement-Flugasche-Systems durch die unzureichende Reaktion der Flugasche infolge der niedrigen Lagerungstemperatur geschwächt. Zum anderen konnte durch die Einwirkung des Magnesiums in der Randzone vermutlich eine Destabilisierung der C-S-H-Phasen erfolgen, wodurch die Thaumasitbildung an dieser Stelle forciert wurde. Zusätzlich wurde durch den Portlanditverbrauch und die pH-Wert-Absenkung in der Randzone die puzzolanische Reaktion der Flugasche behindert.
This paper presents a novel numerical procedure based on the framework of isogeometric analysis for static, free vibration, and buckling analysis of laminated composite plates using the first-order shear deformation theory. The isogeometric approach utilizes non-uniform rational B-splines to implement for the quadratic, cubic, and quartic elements. Shear locking problem still exists in the stiffness formulation, and hence, it can be significantly alleviated by a stabilization technique. Several numerical examples are presented to show the performance of the method, and the results obtained are compared with other available ones.
Die Arbeit behandelt die Geschichte der Landesplanung in Mitteldeutschland und besteht aus zwei Teilen: den Zeiträumen der 1920 und 1990 Jahre. Dabei wird die Herausbildung der Landesplanung im mitteldeutschen Industriegebiet (um Merseburg) bzw. Thüringen behandelt. Die kognitiven, institutionellen und planerischen Grundlagen der Landesplanung werden herausgearbeitet. Dabei spielen die paradigmatischen Grundlagen (Dezentralisierung) sowie die internationalen Beziehungen (insbes. zu den USA) eine besondere Rolle. Schließlich werden das Wirken von Schlüsselpersonen (u.a. Prager, Luthardt, Langen) und die Bezüge zum Bauhaus untersucht. Die Analyse des Planwerks für Mitteldeutschland (1932) wird umfassend geführt. In der Analyse der Entstehung können erste Ansätze nicht-linearer Planung herausgearbeitet werden. Der zweite Teil der Arbeit widmet sich dem Industriellen Gartenreich, einem Projekt der Stiftung Bauhaus Dessau, das als Korrespondenzregion zur EXPO anerkannt worden war. Hier stehen das Gesamtkonzept, aber auch Projekte wie Ferropolis im Zentrum der Betrachtung. Die Analysen der Landesplanung werden in ihren Bezügen zur gesellschaftlichen und konkret wirtschaftlichen Entwicklung behandelt. Schließlich werden beide Entwicklungsphasen und deren landesplanerischen Resultate übergreifend bewertet und in einem Modell emergent-adaptiver Planung verortet und ein Ausblick auf die Entwicklung der Landesplanung als nicht-lineare Planung gegeben.
The aim of this paper we discuss explicit series constructions for the fundamental solution of the Helmholtz operator on some important examples non-orientable conformally at manifolds. In the context of this paper we focus on higher dimensional generalizations of the Klein bottle which in turn generalize higher dimensional Möbius strips that we discussed in preceding works. We discuss some basic properties of pinor valued solutions to the Helmholtz equation on these manifolds.