مکانیک محاسباتی زمینه علمی بسیار وسیعی است که بر پایه محکم ریاضیات و علوم کامپیوتری استوار می‌باشد و کاربردهای آن در اغلب شاخه‌های مهندسی شامل برق، مکانیک و عمران مطرح است. در چند دهه گذشته پیشرفتهای قابل توجهی در گسترش روشهای مکانیکی محاسباتی حاصل آمده است. از آن جمله می‌توان به پیشرفتهای روش اجزا محدود، روش المان مرزی و المان‌های فاقد حلقه‌بندی اشاره داشت. امروزه این روشهای در پژوهش و همچنین در صنعت بطور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. حل بسیاری از مسائل مکانیک سیالات و مکانیک جامدات، مسائل اندرکنش سیال و جامد، و مسائل پیچیده دیگر با فیزیک چندگانه با به کارگیری این روشهای ممکن گردیده است. با اینکه نرم‌افزارهای متعدد و کارا در سطح جهانی تهیه شده و در اختیار محققان می‌باشد، لیکن در گسترش بعضی مسائل خاص نیاز مبرم به یک نرم‌افزار خاص پیدا می‌شود که متن برنامه در دسترس باشد. متأسفانه بسیاری از نرم‌افزارهای موجود بصورت بسته «قوطی سیاه» مورد استفاده قرار می‌گیرند که بعضاً تبعات منفی نیز در بر داشته است. در دانشگاه علم و صنعت کارهای متعددی انجام شده و براساس آنها برنامه‌های رایانه‌ای قوی نوشته شده است، لیکن متأسفانه هر کدام از این پژوهش‌ها بصورت مجرد باقی مانده و دسترسی محققان به یک مجموعه کامل را محدود ساخته است. رئوس فعالیتهایی که در نظر است در بخش مکانیک محاسباتی انجام شود به قرار زیر است: با توجه به امکانات موجود و علاقه وافر دانشجویان به تهیه برنامه‌های جامع در نظر است یک نرم‌افزار ملی براساس روشهای اجزاء محدود تهیه شود. ساختار این برنامه به گونه‌ای طراحی خواهد شد که استفاده موثر از آن برای همگان ممکن گردد. توانایی‌های مورد نظر در طی یک برنامه 5 ساله برای این نرم‌افزار تدارک دیده خواهد شد و متن برنامه در اختیار پژوهشگران قرار خواهد گرفت. در این برنامه از قوی‌ترین الگوریتم‌ها برای پیش پردازش، متن اصلی و پس پردازش استفاده خواهد شد و کتابخانه آن المان‌های متعددی را در بر خواهد داشت. توانایی‌های تحلیل‌های استاتیکی و دینامیکی، خطی و غیرخطی در مراحل مختلف بوجود خواهد آمد. پس از تکمیل قسمت مربوط به تحلیل، برنامه‌های طراحی بر مبنای آیین‌نامه‌های ملی به این برنامه اضافه خواهند شد. طراحی بهینه، استفاده از روش بهینه‌یابی نظیر بهینه‌سازی کلاسیک، الگوریتم‌های فراکاوشی، شبکه‌های عصبی و روشهای فازی در مراحل بعدی به این برنامه اضافه خواهد شد. در تمام مراحل گسترش، برنامه تهیه شده توسط مثالهای علمی‌و عملی کنترل خواهد شد. گسترش توانایی‌های پردازش موازی از دیگر خصوصیاتی است که مدنظر قرار خواهد گرفت تا سرعت بالا برای تحلیل و طراحی مدلهای بزرگ مقیاس فراهم گردد. برای بعضی کاربردها در صنعت کشورمان تهیه برنامه‌های رایانه‌ای خاص ضرورت دارد. در کنار تهیه برنامه جامع، برنامه‌های خاص تحلیل و طراحی شبکه‌ها، تحلیل و طراحی سدهای قوسی، ساختمانهای صنعتی، سازههای فضاکار و ساختمانهای بلند و غیره اشاره داشت. موضوع دیگری که برای کارایی نرم‌افزارهای اجزاء محدود ضروری است داشتن برنامه‌های قوی برای حلقه‌بندی است. حلقه‌بندی توافقی در دهه 90 پیشرفتهای قابل توجه داشته و تهیه برنامه اصلی در این زمینه امری ضروری بنظر می‌رسد. تلفیق مفاهیم جبر فورمکسها، نظریه گرافها و روشهای کلاسیک دیگر در حلقه‌بندی مؤثر مدلهای اجزای محدود مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این کار خصوصاً برای ایجاد تاشه سازههای منظم انجام خواهد شد و به مدلهای اجزاء محدود گسترش خواهد یافت. یادآوری این نکته ضروری است که در نرم‌افزار ملی مورد نظر سعی بر اضافه کردن روشهای جدید، الگوریتم‌های کارا و بدیع خواهد بود. بطور خلاصه تلاش در جهت نوآوری یکی از اهداف تهیه این نرم‌افزار ملی خواهد بود. |
