چرا OpenSees

چرا تحلیل اجزای محدود

پس از آنکه اهمیت روش های عددی تحلیل سازه ها را قبول کردیم، سؤال دیگری مطرح می شود که به مناسب بودن روش اجزای محدود به عنوان یک ابزار تحلیل عددی به دیده شک نگاه می کند. روش های عددی مختلفی برای تحلیل سازه ها وجود دارند. از بین این روش ها آنهایی که به خوبی با توانایی کامپیوترها و روش های برنامه نویسی هماهنگ شده اند شامل موارد زیر است:

1. روش اجزای محدود یا Finite Element Method (FEM)
2. روش تفاضل محدود یا Finite Difference Method (FDM)
3. روش اجزای مرزی یا Boundary Element Method (BEM)
4. روش المان منفصل Discrete Element Method (DEM)
5. روش های بدون مش Mesh-Free Methods
6. روش های با مش به هنگام شونده Adaptive Mesh Refinement

توضیح در خصوص ویژگی ها و قابلیت های این روش ها از حوصله این نوشته خارج است. اما آنچه که تا به امروز حداقل در دنیای مهندسی سازه ها به اثبات رسیده است، کارایی حداکثری روش اجزای محدود است. بعدا در مطالب دیگر این سایت با روش اجزای محدود که روش به کار رفته در OpenSees و همین طور اغلب رقبای معروف آن است آشنا خواهیم شد.

چرا تحلیل غیرخطی سازه ها

خوب، نرم افزارهای اجزای محدود معمولی که برای تحلیل اکثر سازه ها در پروژه های مهندسی به کار می روند مگر چه کم دارند که باید به سراغ OpenSees برویم؟ OpenSees اساسا تحلیل را یک فرایند غیرخطی می بینید و مانند بعضی نرم افزارهای دیگر نسخه غیرخطی شده یک فرایند خطی نیست. به همین دلیل، در تحلیل غیرخطی از اغلب رقبای خود حرفه ای تر و موفق تر است. جزئیات بیشتری در این خصوص در مطلب تحلیل غیرخطی سازه ها ارائه کرده ایم.

طراحی عملکردی سازه ها به کمک OpenSees

علاوه بر کاربردهای تحقیقاتی، تحلیل غیرخطی و واقع گرایانه از رفتار سازه ها چیزی است که در روش های جدید طراحی سازه ها مورد نیاز است. این روش ها که به تدریج در حال گسترش در جوامع هستند، روش های طراحی بر اساس عملکرد نامیده می شوند. در این روش ها علاوه بر اتکا به تحلیل های پیچیده و دقیق سازه ای، روش های محاسباتی تحول یافته ای که بتواند به تخمین عملکرد سازه کمک کند نیز مورد نیاز است. در همه این راستاها OpenSees قابلیت هایی را ارائه می کند که تا جد زیادی منحصر به فرد و بدون رقیب اند. در مطلب طراحی عملکردی سازه ها توضیحات بیشتری در این زمینه ارائه کرده ایم.

چرا یک چهارچوب و نه یک نرم افزار آماده؟

یکی دیگر از مهم ترین تفاوت های OpenSees با رقبایش، در آزاد گذاشتن دست مخاطب برای پیاده سازی هر روند دلخواه مدلسازی و تحلیل سازه است. به عبارتی، OpenSees تنها مجموعه ای از ابزارهای اولیه را ارائه می کند. در نتیجه، این کاربر است که باید برای هدف خود ابزارهای درست را شناسایی، سرهم و تست کند. این خاصیت در کنار تنوع پذیری بالایی که در کاربرد برای OpenSees فراهم می آورد، با دشواری ها و پیچیدگی های مهمی نیز همراه است.

دغدغه و چالش اصلی داشتن اشراف علمی به ابزارها چهت انتخاب درست آنهاست. دغدغه مهم دیگر فائق آمدن بر چالش های حل نشده یک ترکیب جدید از ابزارهاست. دغدغه دیگر نبود رابط کاربری گرافیکی و اتکا به تایپ و ورودی متنی است که ممکن است به راحتی دچار خطا شود. در نوشته های دیگر سایت توضیحات مهم دیگری در مورد مزایا و چالش های نبود رابط کاربری آماده برای OpenSees صحبت کرده ایم.