Isogeometric Analysis based on T-SPLines of Multi-Patch Structures

Καραΐσκος, Γεώργιος; Karaiskos, Georgios

dc.contributor.author	Καραΐσκος, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Karaiskos, Georgios	en
dc.date.accessioned	2017-11-09T11:49:21Z
dc.date.issued	2017-11-09
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45901
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.7643
dc.rights	Default License
dc.subject	Ισογεωμετρική Ανάλυση	el
dc.subject	Υπολογιστική Μηχανική	el
dc.subject	Υπολογιστική Γεωμετρία	el
dc.subject	Υποφορείς	el
dc.subject	Πεπερασμένα Στοιχεία	el
dc.subject	Isogeometric Analysis	en
dc.subject	Computer Aided Engineering	en
dc.subject	Computer Aided Design	en
dc.subject	T-SPLines	en
dc.subject	Multi-Patch	en
dc.title	Isogeometric Analysis based on T-SPLines of Multi-Patch Structures	en
dc.title	Ισογεωμετρική Ανάλυση με T-SPLines Κατασκευών Πολλαπλών Υποφορέων	el
dc.contributor.department	Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση Κατασκευών	el
heal.type	masterThesis
heal.generalDescription	Συνεπιβλέπων της μεταπτυχιακής εργασίας είναι ο Υποψήφιος Διδάκτωρ Παναγιώτης Καρακίτσιος	el
heal.classification	Ισογεωμετρική Ανάλυση	el
heal.classification	Υπολογιστική Μηχανική	el
heal.dateAvailable	2018-11-08T22:00:00Z
heal.language	en
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-06-30
heal.abstract	Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της γραμμικής στατικής ισογεωμετρικής ανάλυσης με T-SPLines και η εφαρμογή της σε πραγματικές κατασκευές πολλαπλών υποφορέων (multi-patch) με ιδιαίτερα πολύπλοκη γεωμετρία. Αξίζει να σημειωθεί ότι η καινοτόμος αυτή μεθοδολογία προτάθηκε από τους J. Austin Cottrell, Thomas J.R. Hughes και Yuri Bazilevs προκειμένου να ενσωματωθεί πλήρως ο σχεδιασμός σε υπολογιστή (Computer Aided Design) με την υπολογιστική ανάλυση μηχανικού (Computer Aided Engineering). Στο πλαίσιο της εργασίας δημιουργήθηκε σε C++ κώδικας ισογεωμετρικής ανάλυσης με T-SPLines. Μελετήθηκαν τόσο οι T-SPLines και οι ιδιότητες τους, όσο και άλλες μέθοδοι σύνδεσης πολλαπλών υποφορέων για την προσομοίωση και ανάλυση μιας κατασκευής ως ενιαίου φορέα. Για την ανάλυση τρισδιάστατων T-SPLine μοντέλων ορίσθηκαν 58 διαφορετικά είδη T-Junction, ενώ για τις εφαρμογές χρησιμοποιήθηκε το πρώτο παγκοσμίως CAD/ CAE λογισμικό ισογεωμετρικής ανάλυσης και σχεδιασμού Geomiso. Η εργασία διαρθρώνεται σε 5 συνολικά κεφάλαια. Το Κεφάλαιο 1 αποτελεί μία γενική εισαγωγή στην έννοια της ισογεωμετρικής μεθόδου ως την εξέλιξη και την ισχυρή γενίκευση της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων. Το Κεφάλαιο 2 καταπιάνεται με τη θεωρία των T-SPLines δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στις ιδιότητές τους, καθώς επίσης και με εναλλακτικές μεθόδους σύνδεσης των επιμέρους υποφορέων σε μία ενιαία NURBS επιφάνεια ή ένα T-Mesh. Η μόρφωση του ολικού μητρώου στιβαρότητας, η εφαρμογή των εξωτερικών φορτίων και η επιβολή των συνοριακών συνθήκων περιγράφονται στο Κεφάλαιο 3. Όσον αφορά στο Κεφάλαιο 4, παρατίθενται τα αποτελέσματα (απεικόνιση στους 3 χώρους – χώρος δεικτών, παραμετρικός χώρος, καρτεσιανός χώρος, ολικό μητρώο στιβαρότητας, πεδίο μετατοπίσεων/ ανηγμένων παραμορφώσεων/ τάσεων, παραμορφωμένη κατάσταση, ισοϋψείς με χρωματική διαβάθμιση) της ισογεωμετρικής ανάλυσης με T-SPLines τριών πραγματικών τρισδιάστατων multi-patch φορέων. Τα συμπεράσματα της εργασίας συνοψίζονται στο Κεφάλαιο 5. Στο παράρτημα A παρατίθενται τα είδη των T-Junctions τόσο για δισδιάστατες όσο και για τρισδιάστατες εφαρμογές, ενώ στο παράρτημα Β ένα παράδειγμα ισογεωμετρικής ανάλυσης φορέα πολλαπλών υποφορέων με χρήση του λογισμικού Geomiso.	el
heal.abstract	The scope of this thesis is the investigation of linear static isogeometric analysis with T-SPLines and its implementation in real multi-patch constructions with complicated geometry. It is worth mentioning that this innovative methodology was proposed by J. Austin Cottrell, Thomas J.R. Hughes and Yuri Bazilevs in order to fully integrate Computer Aided Design with Computer Aided Engineering. Isogeometric analysis code with T-SPLines was created in C++. Both T-SPLines and their properties were studied, as well as other methods for merging multiple sub-domains for the simulation and analysis of a model as a single structure. For the analysis of three-dimensional T-SPLine models, 58 different types of T-Junction were defined, while the first worldwide isogeometric analysis and design software Geomiso was used for the applications. The thesis is structured in 5 chapters. Chapter 1 is a general introduction to the concept of the isogeometric method as the evolution and strong generalization of the finite element method. Chapter 2 deals with T-Splines theory, with particular emphasis on their properties, as well as alternative methods of merging individual sub-domains to a single NURBS surface or a T-Mesh. The stiffness matrix formulation, the appliance of external loads and the imposition of the boundary conditions are described in Chapter 3. As far as Chapter 4 concerned, results are presented (visualization in 3 spaces - index space, parameter space, physical space, global stiffness matrix , displacement/ strain/ stress field, deformed configuration, colored contours) of the T-SPLine based isogeometric analysis of three real three-dimensional multi-patch structures. The conclusions of this thesis are summarized in Chapter 5. Appendix A lists the T-Junctions types for both 2D and 3D applications, while in Appendix B an example of multiple patches is analyzed with a different approach with the Geomiso software.	en
heal.advisorName	Παπαδρακάκης, Μανόλης	el
heal.committeeMemberName	Παπαδρακάκης, Μανόλης	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Βησσαρίων	el
heal.committeeMemberName	Σπηλιόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Αντισεισμικής Τεχνολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	225 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true