تحلیل رفتار دینامیکی سازه های مهم در برابر زلزله با نرم افزار ایرانی امکان پذیر شد - گالری ابزار زیبا

به گزارش گالری ابزار زیبا، محقق پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله حاصل زحمات 15 سال گذشته تیم تحقیقاتی خود را در قالب سامانه نرم افزاری به منظور تحلیل دینامیکی سدهای خاکی پیاده سازی نموده که با ارتقای این سامانه، امکان شبیه سازی رفتار دینامیکی ابنیه های ژئوتکنیکی مانند سدهای خاکی، پی ها و تونل ها در هنگام زلزله در کشور فراهم می گردد و به گفته آنها تا به امروز بیش از 200 تحلیل دینامیکی با موفقیت به اتمام رسیده و نتایج آن در اختیار کاربران قرار گرفته است.

دکتر محمد داودی، مجری طرح و دانشیار پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله در گفت وگو با گالری ابزار زیبا با بیان اینکه در فعالیت های مهندسی با سازه های مختلفی سر و کار داریم، گفت: بخشی از این سازه ها از قبل ساخته شده اند و در حال بهره برداری هستند و تعدادی نیز در مرحله طراحی قرار دارند و بر اساس ارتقای آیین نامه ها در گذر زمان، احتیاج است تا رفتار سازه های موجود بر اساس آیین های جدیدتر سنجیده گردد و در صورت لزوم نسبت به مقاوم سازی آن ها اقدام گردد.

وی ادامه داد: در سازه های در حال طراحی نیز احتیاج است تا رفتار آن ها تحت بارگذاری های مختلف همانند زلزله که بزرگترین نیروی محتمل وارده به سازه می تواند باشد، تخمین زده شده و بر اساس برآوردها، طراحی بهینه ای ارائه گردد.

داودی با تاکید بر اینکه تمام این موارد مستلزم ابزاری است که بتوان در این قبیل تحلیل های عددی به کمک مهندسین آمد و نتایجی با دقت مناسب در اختیار آن ها قرار داد تا تصمیمات لازم را اتخاذ نمایند، اظهار کرد: در تمامی سازه ها به خصوص سازه های بزرگ و حیاتی همانند سدها، کوچکترین خطا در تحلیل ها و برآورد نتایج، می تواند تبعات جبران ناپذیری چه از بعد مالی و چه از بعد اجتماعی به همراه داشته باشد. بر این اساس از سال های گذشته، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله در راستای اهداف بلند مدت، مطالعاتی را در زمینه فراوری نرم افزارهای تحلیل دینامیکی سازه ها شروع نموده است.

وی تاکید نمود: این امر به خصوص زمانی اهمیت خود را نشان می هد که به علت شرایط تحریمی کشور و عدم امکان دسترسی به نسخه اصلی نرم افزارهای تجاری موجود در جهان، محققان مجبور به استفاده از نسخه های قفل شکسته این نرم افزارها هستند که عموما محدودیت هایی در استفاده از تمام امکانات آن ها بوجود می آید.

به گفته این محقق حوزه مهندسی زلزله، در موارد معدودی، محققان ملزم به تهیه نسخه های اصلی نرم افزارهای مربوط به تحلیل های عددی هستند که این امر در صورت رد شدن از موانع تحریم، با صرف هزینه های گزاف امکان پذیر خواهد بود.

وی حرکت به سمت نهضت فراوری و عرضه نرم افزارهای تحلیل دینامیکی سازه ها در داخل کشور را امری اجتناب ناپذیر دانست و یادآور شد: بر این اساس نرم افزار IDAMP بر پایه نتایج مطالعات 15 ساله اخیر انجام شده در پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله به منظور انجام تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی به روش اجرای محدود، تهیه شد که قابلیت شبیه سازی انتشار امواج و میرایی تشعشعی و نیز در نظرگیری اثر اندرکنش خاک-سازه به روش مستقیم را دارد.

کاربردهای سامانه ایرانی تحلیل دینامیکی سازه

دانشیار پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله با اشاره به جزئیات سامانه برخط IDAMP ، شرح داد: این سامانه با فراهم آوردن بستر مناسب به منظور انجام تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی به روش اجرای محدود، بدون احتیاج به نصب نرم افزار خاص و سخت افزارهای پیشرفته، محققان را در برآورد رفتار سدها در زمینلرزه، تحلیل اثرات ساختگاه، آنالیز اثرات تحریک از سطح همانند ارتعاش پی ماشین آلات صنعتی و موارد مشابه کمک می نماید.

داودی با تاکید بر اینکه اولین نسخه نرم افزار این سامانه در قالب یک سامانه تحت وب از سال 1398 بر روی تارنمای پژوهشگاه بارگذاری شده و در دسترس علاقه مندان قرار گرفته است، ادامه داد: از زمان بارگذاری تا کنون نزدیک به 300 درخواست از طرف مراکز دانشگاهی، مهندسین مشاور و سایر مراکز داخلی و خارجی، بر روی سامانه به منظور انجام تحلیل ثبت شده است که بیش از 200 تحلیل دینامیکی با موفقیت به اتمام رسیده و نتایج در اختیار کاربران قرار گرفته است.

به گفته وی به منظور استفاده محققان دانشگاهی و مهندسین مشاور از نرم افزارIDAMP، سامانه ای ایمن در سایت پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله طراحی شد که با دریافت برخط مدل های ورودی از کاربران، تحلیل ها را به صورت اتوماتیک انجام داده و نتایج را در اختیار کاربران قرار می دهد.

داودی با بیان اینکه درواقع تمامی امکانات مذکور بدون احتیاج به نصب نرم افزار و یا سخت افزار خاص به صورت رایگان در اختیار کاربران قرار می گیرد، یادآور شد: این نرم افزار بومی با استفاده از لایه های کاملا تطبیق یافته (PML) به عنوان مرزهای جاذب، انتشار امواج را در محیط، شبیه سازی و امواج بازگشتی از سازه را به طور کامل از محیط عددی تحلیل حذف می نماید. استفاده از مرزهای فوق، به کاهش ابعاد هندسی مدل و در نتیجه کاهش حجم عملیات محاسباتی و حافظه مورد احتیاج تحلیل بدون کاهش دقت نتایج، کمک شایانی نموده است.

این محقق پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله اضافه نمود: از سوی دیگر با مدل سازی میرایی تشعشعی و در نظرگیری اثر اندرکنش خاک-سازه به روش مستقیم، نتایج در مقایسه با سایر نرم افزارها، از دقت بالایی برخوردار است.

به گفته وی، حل مسائل اندرکنش خاک-سازه به روش اجرای محدود در حوزه زمان، توانایی انجام تحلیل لرزه ای ساختگاه، کاهش قابل توجه ابعاد هندسی مدل عددی با شبیه سازی محیط نیمه بی نهایت به کمک PML، سرعت بیشتر انجام تحلیل ها با دقت مناسب در مقایسه با مدل های مش گسترده، شبیه سازی انتشار امواج و میرایی تشعشعی در محیط و قابلیت تعریف زون های مختلف مصالح و نیز هندسه دلخواه مدل از مزایای این سامانه است.

داودی، مدل رفتاری الاستیک خطی و خطی معادل محیط تک فازه، قابلیت انجام تحلیل به صورت تحریک از سطح و یا تحریک از کف، انجام تحلیل های دینامیکی به صورت برخط و ارسال نتایج به طور اتوماتیک، عدم احتیاج به نصب نرم افزار و سخت افزار خاص و پیشرفته و کاملا بومی و قابلیت ارتقا را از دیگر مزایای این سامانه ذکر کرد.

فاز توسعه ای سامانه

این دانشیار پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی مهندسی در مورد وجود بعضی محدودیت های نرم افزار IDAMP در مقایسه با دیگر نرم افزارهای تحلیل دینامیکی مشابه، شرح داد: در حال حاضر این سامانه صرفا قادر به انجام تحلیل ها در محیط تک فازه الاستیک خطی است؛ از این رو مطالعات تکمیلی هم اکنون در پژوهشگاه در قالب چندین تز دکتری در حال اجرا است و امیدواریم در آینده ای نزدیک با تکمیل مطالعات و ارتقای نرم افزار، نسخه های جدیدتر در سایت بارگذاری گردد.

وی تاکید نمود: افزودن قابلیت های کاربردی به این نرم افزار همانند انجام تحلیل های دینامیکی در محیط چند فازه، انجام تحلیل ها با درنظرگیری رفتار غیرخطی مصالح، مدل سازی اندرکنش سدمخزن و توانمندی مدل کردن المان های سازه ای از دیگر اولویت های ارتقای این سامانه است.

کاربردهای سامانه تحلیل دینامیکی در زلزله

داودی با بیان اینکه این سامانه قابلیت شبیه سازی رفتار دینامیکی ابنیه های مختلف ژئوتکنیکی مانند سدهای خاکی، پی ها و تونل ها را در انواع بارگذاری های دینامیکی مانند زلزله دارد، گفت: درکل، این سامانه محققان را قادر می نماید مدل های عددی مورد احتیاج خود را با در نظرگیری اثرات انتشار امواج در محیط و میرایی تشعشعی و با لحاظ کردن اندرکنش خاک-سازه به روش مستقیم مورد تحلیل قرار دهند.

به گزارش گالری ابزار زیبا در بیست و دومین نمایشگاه دستاوردهای پژوهش، فناوری و فن بازار که از سه شنبه، 23 آذرماه تا آدینه 26 آذرماه برگزار گردید، سامانه نرم افزاری IDAMP به عنوان یکی از 41 فناوری برگزیده کشور با حضور دکتر محمدعلی زلفی گل وزیر علوم، تحقیقات و فناوری، دکتر سورنا ستاری معاون علمی و فناوری رئیس جمهوری، دکتر علی خیرالدین معاون فناوری و نوآوری وزارت عتف و دکتر پیمان صالحی معاون پژوهشی وزارت عتف رونمایی شد.