مدل سازی روش های NDT با استفاده از کامسول

در این مقاله قصد داریم به معرفی مدل سازی NDT در کامسول بپردازیم. آزمایش های غیر مخرب (NDT) در آکادمی و صنعت از وسایل کنترل کیفیت ، بازرسی محصول ، ارزیابی طول عمر و موارد دیگر استفاده گسترده ای دارد. اطمینان از ایمنی سیستم های فنی در حین کار اهمیت دارد زیرا برای جلوگیری از بروز حوادث و از دست دادن جان انسان است. تقریباً تمام ابزارهای NDT تحت تأثیر عوامل بیرونی قرار دارند. به عنوان مثال ، مواد ناشی از دما تغییر می کنند. در کل دلایل زیادی برای مدل سازی تکنیک های NDT با یک پلتفرم اختصاصی چند فیزیکی وجود دارد.

بیشتر اوقات ، رویکرد NDT با هدف “بازرسی” از مواد یا ساختار و تلاش برای بازیابی برخی از اطلاعات از سیگنال های ارائه شده توسط ابزار تست است. در برخی از روش ها ، این کار ساده است ، زیرا روابط بین امواج خرابی ها و هر نوع ناپیوستگی قابل درک است. با این حال ، در اکثر روشهای NDT چنین نیست.

برای آزمایش التراسونیک فعال ، ما یک موج اولتراسونیک را به داخل مواد می فرستیم و سعی می کنیم ساختار داخلی را از موج منعکس شده درک کنیم. در بسیاری از موقعیت های عملی ، تعامل موج با ساختار داخلی برای بازرس انسان شهودی نیست.

مدل سازی کامسول برای روشن کردن جزئیات چنین انتشار و تعامل موج میتواند بسیار مفید باشد.

ترموگرافی فعال

در ترموگرافی فعال ، مواد یا سازه ها را توسط یک منبع خارجی (به عنوان مثال ، یک لامپ) یا منبع داخلی (به عنوان مثال اصطکاک) گرم می کنیم تا باعث تغییر ناگهانی دما شود. در صورت عدم وجود اختلاف ، توزیع گرما متفاوت با بقیه مواد است. ما این تغییر دما را توسط دوربین های IR به عنوان تابعی از زمان اندازه گیری و کنترل می کنیم. با این حال ، در شرایط عملی ، نشانه ها ممکن است سایه انداخته شود ، ممکن است حرارت به دلیل زاویه دوربین رخ داده و منابع اضافی یا نشت گرما می توانند اندازه گیری را دچار مشکل کنند.

مدل سازی ، به نوبه خود ، خیلی کمک می کند تا شرایط آزمایشگاهی معنی دار مانند فرکانس آزمایش و مدت چرخه گرما را حتی قبل از شروع اندازه گیری مشخص کنید. می توان ناپیوستگی ها (هر نوع ناهنجاری ، مانند نقص ، تغییرات مواد و حفره ها) را قرار داد و تعامل آنها را با تغییرات دما ارزیابی کرد.

در زیر مقایسه تصاویر فاز از اندازه گیری های آزمایشی با استفاده از ترموگرافی و مدل سازی تقویت شده با فیبر با چندین نقص داخلی را مشاهده می کنیم. برای آزمایش اثربخشی یک پارامتر بازرسی ، مانند فرکانس و موارد دیگر ارزیابی اولیه خوبی را ارائه می دهند.

 

phase-images در مدل سازی کامسول

phase-images در مدل سازی کامسول

 

بالا: تصاویر فاز از اندازه گیری های آزمایشی در ترموگرافی برای ماده تقویت شده با فیبر با چندین نقص داخلی. پایین: مدل سازی متناظر برای سه فرکانس آزمون.

التراسونیک

در التراسونیک ، ما با ارسال یک پالس آکوستیک در محدوده فرکانس التراسونیک به داخل، مواد و ساختارها را بازرسی می کنیم و سپس پژواک آن را تشخیص می دهیم. تفسیر چنین امواج التراسونیک چیزی است که بیشتر در دسترس پرسنل آزمایش با تجربه است. با توجه به پیچیدگی انتشار موج صوتی در سناریوهای تست واقعی و تعامل آنها با هر نوع ناپیوستگی داخلی ، بسیاری از نتیجه گیری ها به اندازه گیری های مقایسه ای روی می آورند.

با استفاده از قدرت مدل سازی ، می توانید شروع به شبیه سازی پخش موج مافوق صوت در فضای داخلی سازه و تعامل آن با انواع ناپیوستگی ها را مشاهده کنید. این به طور قابل توجهی تفسیر سیگنالهای تجربی را بهبود می بخشد. با مدل سازی چندتایی از مبدل ها ، همچنین می توان طراحی آنها را بهینه کرد و انتخاب مناسبی را برای یک شرایط بازرسی معین انتخاب کرد. این امر به ویژه برای یافتن فرکانس های تست مناسب و زاویه های بروز مفید است ، و همچنین به درک چگونگی تبدیل موج اولتراسونیک به یک سیگنال برقی به طور کلی کمک می کند.

همانطور که در تصویر زیر مشاهده می شود ، با استفاده از مدل سازی چند فازی خاص ، یک مدل مبدل متقارن ۲D-axymmetric با یک مدل سه بعدی از یک منطقه مورد نظر در داخل یک ساختار آزمون ترکیب شده است. سیگنال های ولتاژ الکتریکی حاصل ممکن است به طور مستقیم با یک سیگنال آزمایشی مقایسه شوند و امکان ارزیابی میزان نقص داخلی مدل مدل شده را فراهم می آورد.

inspection-geometry-internal-interaction

inspection-geometry-internal-interaction

 

سمت چپ: شماتیک هندسه بازرسی (به رنگ سیاه) ، شامل حجم مستقیماً زیر مدل مبدل به عنوان یک منطقه (ROI). سمت راست: تجسم تعامل داخلی حادثه میدان موج صوتی به برخی منافذ موجود در ROI.

امواج هدایت شده

نوع دیگری از روش آزمایش که از امواج مافوق صوت استفاده می کند ، آزمایش موج هدایت شده است. در ساختارهای دیواره نازک ، چنین امواج هدایت شده به دلیل محدودیت هندسی محیط انتشار در یک محور (به عنوان مثال ، جهت ضخامت) شکل می گیرد. در سازه های مسطح ، این امواج هدایت شده را امواج صفحه ای می نامند ، در حالی که در لوله ها ، به این موج های استوانه ای گفته می شود.

برای بازرسی از خطوط لوله ، این امواج کاملاً سودمند هستند ، زیرا این امکان را می دهد تا بخش های بزرگی از خط لوله را با یک موج بررسی کنید. با این حال ، تعامل با ناپیوستگی های داخلی برای آزمایش کلاسیک اولتراسونیک کلاسیک حتی چالش برانگیز تر است. دلیل این امر شکل گیری چندین حالت موج مجزا است که به نوبه خود به طور مستقل با ناپیوستگی های داخلی در تعامل هستند و حتی پس از بازتاب به طور بالقوه حتی به حالت های بیشتری تقسیم می شوند. در مدل سازی ، تجسم رفتار انتشار آنها به طور چشمگیری به درک نوع حرکت موج در یک شرایط بازرسی معین کمک می کند. علاوه بر این مدل سازی چند فازی امکان بررسی کارآمد عوامل نفوذ ، مانند تغییرات ناشی از دما از محیط انتشار را نیز فراهم می آورد.

مثال مقایسه ای است از دو حالت موج مختلف که در مرکز صفحه که به طور خلاصه پس از تعامل با یک سوراخ در صفحه و یک نقطه جوش داده شده در صفحه تحریک می شود. با وجود قطر یکسان ، میدان موج حاصل متفاوت است. در حالی که حالت موج با فرکانس پایین تحت تأثیر مانع قرار نمی گیرد ، حالت موج با فرکانس بالا تعامل جدی و در نتیجه قابلیت تشخیص را فراهم می کند.

wave-fields-behavior

wave-fields-behavior

 

انتشار صوتی

روش انتشار صوتی از سیستم های سنجش پیزوالکتریک استفاده می کند که مستقیماً به یک ماده یا ساختار متصل می شوند. مشابه زمین لرزه ها در مقیاس بسیار بزرگتر ، بروز ترک خوردگی میکروسکوپی در یک ماده باعث ایجاد موج الاستیک می شود که در محدوده مافوق صوت منتشر می شود. وقوع این انتشار آکوستیک نشانگر وضعیت آسیب یک ماده است و با استفاده از یک آرایه سنسور می توان منابع آن را مش بندی کرد. با این حال ، تفسیر سیگنال های ضبط شده بسیار چالش برانگیز است. بخش عمده ای از تفسیرها بر اساس تجربه اپراتورها یا برآوردهای موجود در استانداردها و دستورالعمل ها انجام می شود.

با مدل سازی فرایند کامل ، یک چشم انداز کاملاً جدید در مورد انتشار آکوستیک حاصل می شود. این امر نیاز به مدل سازی مکانیکی انتشار ترک پویا ، تبدیل آن به موج اولتراسونیک و انتشار موج آن دارد. سرانجام ، فرآیند تشخیص با استفاده از سنسورهای پیزوالکتریک باید به اندازه کافی ضبط شود ، زیرا تأثیر زیادی در اطلاعات سیگنال دارد. برای تأمین این خواسته ها ، به یک مدل چند طبقه ای و چند مرحله ای نیاز است.

با امکان پیوند مکانیک سازه با مدل سازی موج گذرا و تبدیل پیزو الکتریک ، چنین مواردی را می توان به آسانی ، همانطور که در زیر مشاهده می شود ، بدست آورد. با شروع با یک مدل سازی مبتنی بر شکستگی مکانیکی از یک نوع نقص خاص ، انتشار موج الاستیک حاصل به آسانی می تواند حاصل شود. با مدل سازی سنسور پیزوالکتریک اختصاصی ، این امکان تبدیل به یک سیگنال الکتریکی و مقایسه مستقیم با سیگنال های آزمایشی را فراهم می آورد.

 

wave-field-propogation در مدل سازی کامسول

wave-field-propogation در مدل سازی کامسول

سمت چپ: مدل سازی ثابت از یک میدان استرس بصورت موضعی در نوک شکاف. مرکز: انتشار ترک پویا با استفاده از مدل سازی منطقه منسجم. راست: پخش یک میدان موج پس از ترک.

جریان های گردابی

برای بازرسی از مواد رسانا ، آزمایش جریان گردابی غالباً مورد استفاده قرار می گیرد. این اندازه گیری مبتنی بر برانگیختگی جریانهای گردابی در داخل ماده آزمایش با استفاده از میدان مغناطیسی (اولیه) یک سیم پیچ محور AC در داخل یک مبدل است. میدان مغناطیسی بسیار کوچکتر (ثانویه) تولید شده توسط جریان eddy با سیم پیچ مبدل ضبط می شود. در صورت بروز هرگونه ناپیوستگی در داخل مواد (به عنوان مثال ترک) ، جریان های گردابی ایجاد می شود و بازخورد آن در سیم پیچ تشخیص داده می شود. از این رو ، تمام تفسیر سیگنال بر اساس تغییر امپدانس الکتریکی کویل است. مانند روش های صوتی ، تفسیر این تغییرات در مقاومت در برابر الکتریکی نیاز به مهارت و تجربه بالا دارد. مکانیسم تعامل با وجود اصول جسمی سفت و سخت ، آموزش و درک آنها بسیار دشوار است.

مدل سازی همراه با محیط اطراف آن به ضبط اصول مهم آزمایش جریان گردابی کمک می کند. علاوه بر این ، طرح های جدید پروب و حساسیت آنها در تشخیص نقص در سناریوهای داده شده قابل ارزیابی است. با استفاده از جدیدترین مدل های میدان الکتریکی و مغناطیسی ، همراه با مدل سازی مدار P-Spice ، این یک روش ساده است.

در زیر نمایی از خطوط میدان مغناطیسی اولیه که در اطراف یک پروب جریان گرداب شکل گرفته اند ، مشاهده می کنید. وجود نقص (به عنوان مثال ترک) باعث ایجاد تغییر چشمگیر در الگوی جریان جریان گردابی می شود و میدان مغناطیسی را تحت تأثیر قرار می دهد. واکنش پروب به حضور نقص از اتصال میدان مغناطیسی ناشی از جریان گردابی به امپدانس سیم پیچ ارزیابی می شود.

eddy-current-flow-pattern در مدل سازی کامسول

eddy-current-flow-pattern در مدل سازی کامسول

 

روش های دیگر NDT

علاوه بر مثالهایی که در بحث مدل سازی کامسول ارائه شد ، بسیاری از روشهای NDT متداول دیگر می توانند از مدل سازی چند فیزیک در کامسول بهره ببرند. برای آزمایش نفوذ مایع ، عمل مویینگی می تواند مدل شود. شکل گیری نشانه ها در آزمایش ذرات مغناطیسی از مدل سازی میدان های نشت نزدیک به ناپیوستگی محاسبه می شود. سطح تغییر شکل ناشی از دما در برش را می توان در روشهای ترمومکانیکی بدست آورد. تعامل مایکروویوها یا امواج تراهرتز با ساختار داخلی قابل محاسبه است و طراحی بهینه را میتوان بهینه کرد.

سرانجام ، با توانایی منحصر به فرد و آسان خود در ترکیب انواع مختلف فیزیک ، نرم افزار کامسول همچنین به توسعه تکنیک های آینده NDT کمک می کند. اینها بیشتر و بیشتر به مفاهیم چندرسانه ای می پردازند و از مدل سازی اختصاصی در کنار توسعه تجربی آنها بهره مند می شوند. سوال این نیست که آیا می توان روش NDT را در کامسول مدل سازی کرد یا خیر ، اما اگر سطح مورد نیاز جزئیات بیش از منابع محاسباتی موجود باشد میتوان از کامسول استفاده کرد.

چرا زبان متلب ، مساله این است!

متلب ساده ترین و مفیدترین محیط محاسبات برای مهندسان است. نرمافزار متلب که شامل زبان برنامه نویسی متلب می شود، تنها زبان برنامه نویسی برتر است که به محاسبات ریاضی و فنی اختصاص داده شده است.

در مقابل ، پایتون یک زبان برنامه نویسی با هدف کلی است.

مهندسان و دانشمندان شایسته ابزاری هستند که متناسب با نحوه کار آنها باشد.

همه چیز در متلب مخصوص مهندسان و دانشمندان طراحی شده است:

تمام نام ها و ابزار ها آشنا و به یاد ماندنی است ، و آنها را به آسانی می توانید یادبگیرید و استفاده کنید.
زبان متلب مبتنی بر ماتریس است که به شما امکان می دهد مستقیماً ریاضی را بیان کنید. جبر خطی در متلب بسیار مختصر است. همین مورد در مورد تجزیه و تحلیل داده ها ، پردازش سیگنال و تصویر ، طراحی کنترل و سایر برنامه ها نیز صادق است.
واسط های جدید عملکردی تحت یک فرآیند طراحی دقیق قرار می گیرند که به طور معمول شامل ده ها تا صدها ساعت توسعه دهنده در هر عملکرد است.
محیط نرم افزار بسیار ساده طراحی شده است تا بتوان در کمترین زمان ممکن شما را به هدف اصلی برساند. در کل متلب به شما این امکان می دهند تا در زمان کمتری ایده های بیشتری را کشف کنید.

در کل به همین دلیل است که بیش از ۱۸۰۰ کتاب درسی با استفاده از متلب ، مهندسی و علوم را آموزش می دهد.

جعبه ابزارهای  متلب

یک زبان برنامه نویسی باید دارای ابزارهای تخصصی باشد تا بتواند در تمام کارهای مهندسی شما را پشتیبانی کند.این مدل سازی شما گاه ممکن است مربوط به داده های اقتصادی باشد گاه شبیه سازی رانندگی یک ربات، پس باید با زبانی سروکار داشاه باشید که بتواند تمام این ها را پشتیبانی کند.

جعبه ابزار متلب عملکردهای کاملاً عالی را برای کاربردهای علمی و مهندسی ارائه می دهد. جعبه های ابزار برای کار با یکدیگر طراحی شده اند و در محیط های محاسبات موازی ، GPU ها و تولید خودکار کد C ادغام می شوند. آنها با هم به روز می شوند ، بنابراین شما هرگز با نسخه های کتابخانه ای ناسازگار مبارزه نمی کنید.

برنامه نویسی در متلب کارها را برای شما بسیار ساده تر می کند.

زبان متلب به شما امکان می دهد بلافاصله شروع به کار کنید. این برنامه های تعاملی دسترسی مستقیم به مجموعه های بزرگی از الگوریتم ها را با بازخورد دیداری فوری ترکیب می کنند. می توانید الگوریتم متناسب سازی سطح جدید ، روش طراحی فیلتر یا الگوریتم طبقه بندی یادگیری ماشین را امتحان کنید و بلافاصله نحوه عملکرد آن با داده های خود را ببینید. تا زمانی که نتایج مورد نظر خود را کسب نکنید ، تکرار کنید و سپس به طور خودکار یک برنامه متلب تولید کنید یا کارهای خود را به صورت خودکار انجام دهید.

متلب به اتوماسیون کل مسیر – از تحقیق گرفته تا تولید – کمک می کند.

مهندسی و چالش های اساسی علمی نیاز به هماهنگی گسترده ای در بین تیم ها دارد تا بتوانند ایده های خود را به مرحله اجرا برسانند. هرگونه جابجایی در طول راه ، خطاها و تأخیرها را اضافه می کند.

موارد زیر فقط گوشه ای از مزایای متلب می باشد:

  • با کدی که به زبان های دیگر مانند C ، C ++ ، Java ، .NET و Python نوشته شده ادغام کنید
  • الگوریتم ها را سریعتر و با تنها حداقل تغییر کد اجرا کنید.
  • برای شبیه سازی و طراحی مبتنی بر مدل ، به Simulink و Stateflow وصل شوید.
  • به طور خودکار کد متلب را به کد جاسازی شده C ، CUDA و HDL تبدیل کنید.
  • شما می توانید به نتایج به دست آمده در متلب اعتماد کنید.

مهندسان و دانشمندان به متلب اطمینان دارند که فضاپیما را به پلوتون بفرستد ، بیماران پیوند دهنده را با اهدا کنندگان عضو تطبیق دهد یا فقط گزارشی را برای مدیریت تهیه کند.

تیمی از مهندسان MathWorks به طور مداوم با انجام میلیون ها تست بر روی پایه کد متلب هر روز تحقیق می کنند.

اینها همه توضیح می دهد که چرا مهندسین متلب را انتخاب می کنند.

مهندسین و دانشمندان با استفاده از ابزاری که برای شیوه کار طراحی شده اند ، از عملکردها و برنامه های مناسب ، کاملاً مستند و کاملاً آزمایش شده برای برنامه های خود قدردانی می کنند. به همین دلیل است که متلب توسط میلیونها مهندس در دانشگاهها و شرکتهای مختلف دنیا استفاده می شود.

 

 

آنچه از ماژول Particle Tracing یا ردیابی ذره کامسول باید بدانید

بسیاری از ویژگی های جدید و جالب در این ماژول کامسول (COMSOL Multiphysics) از نسخه ۴٫۳ به بعد به این نرمافزار اضافه شد. این قسمت شبیه سازی یکی از بحث هایی می باشد که کامسول را محبوبتر کرد. دن اسمیت ، رهبر تیم توسعه در کامسول می گوید: “این گزینه جدید برای وضعیت دیوار به شما امکان می دهد تا از فیلتر استفاده کنید ، که قبلاً مدل سازی آنها بسیار دشوار بود.” یک عبارت ریاضی مانند یک عبارت منطقی شامل انرژی ذرات می تواند برای تعیین تعداد ذرات ثانویه بیان شود. برای مثال انتشار ذرات ثانویه از ویژگی هایی است که مورد علاقه کسانی که در صنعت الکترونیک فعالیت می کنند ، عمدتاً در حوزه RF و اجزای الکتریکی است.

آموزش کامسول

آموزش کامسول

یکی دیگر از خنک کننده های دیگر در ماژول ردیابی ذرات ، نیروی براون است که در کاربردهای جریان سیال مانند ریزگردها و کاربردهای زیست پزشکی استفاده می شود. به عنوان مثال ، به لطف ویژگی Brownian Force ، اکنون می توان دستگاه های آزمایشگاهی را روی تراشه (LOC) مدل سازی کرد ، که دستگاه های کوچک و بسیار ریز برای تراشه هستند و مقادیر فوق العاده کمی از مایعات را کنترل می کنند – در مقادیر کمتر از پیکولیتر ! شبیه سازی این موارد با ایم ماژول ممکن شد زیرا اکنون می توانید مدل انتشار ذرات بسیار کوچک معلق در یک مایع را مدل کنید ، و نه فقط مدل را حرکت دهید.

با احتساب احتمالات جدید ، کاربران قادر به مدل کردن دستگاه های جداسازی مانند “جداسازی ذرات از طریق غشاها” هستند. احتمال چسبندگی به عنوان شرایط مرزی در دسترس است ، و هنگام برقراری تماس با دیوار ، ذرات می توانند براساس احتمال یا بیان دلخواه روی دیوار بچسبند ، یخ بزنند یا از بین بروند.

در کلاس های آموزش کامسول در دیتک این بحث (ماژول ردیابیذره کامسول) یکی از سرفصل های مربوطه می باشد که آموزش داده می شود.

آموزش متلب ، گام به گام، صفرتاصد! (قسمت سوم)

بعداز این که مقدمات نرم افزار متلب و پیش نیاز ها را در قسمت اول و قسمت دوم گفتیم در بحث آموزش صفرتاصد متلب میرسیم به بخش های پیشرفته تر.

۸) متغیرها در متلب

در محیط متلب هر متغیر یک آرایه یا ماتریس است. میشه متغیرها را به روش ساده‌ای مشخص کرد. برای مثال،

متلب بیانیه بالا را اجرا می کند و نتیجه زیر را می گرداند

یک ماتریس ۱ به ۱ به نام x ایجاد می کنه و مقدار ۵ رو در عنصر خود ذخیره می کند. بذارید مثال دیگری رو بررسی کنیم

متلب دستور بالا را اجرا می کند و نتیجه زیر را می گرداند

خب نکاتی که تا الان بهش رسیدیم این بود که

  • بعد از ورود یک متغیر به سیستم ، می تونید بعداً به آن مراجعه کنید.
  • متغیرها قبل از استفاده باید دارای مقادیر باشن.

هنگامی که یک عبارت نتیجه ای را که به هیچ متغیر اختصاص داده نشده است ، سیستم آن را به متغیری به نام ans اختصاص می ده ، که می تواند بعداً استفاده شود.

به عنوان مثال

که نتیجه زیر رو میده بهمون

همچنین میتونیم از این متغیر استفاده هم بکنیم مثل مثال زیر

که متلب نتیجه زیر رو بهمون میده

برای اطمینان بیشتر بیاید یک مثال دیگه رو هم بررسی کنیم

که نتیجه زیر رو بهمون میده

وظایف چنگانه

می توانید تک تک وظایف را در همان خط داشته باشید. مثلا،

که نتیجه زیر رو برمیگردونه

اسم تمام متغیرها یادم رفت!

اصلا جای نگرانی نیست، دستور who همه اون هارو بهتون نشون میده

که نتیجه زیر رو بهمون میده

فرمان whos اطلاعات کمی هم در مورد متغیرها نشون میده

  • متغیرهایی که هم اکنون در حافظه هستند
  • نوع هر متغیر
  • حافظه به هر متغیر اختصاص داده می شود
  • خواه متغیرهای پیچیده باشند یا نه

که نتیجه زیر برامون ظاهر میشه

فرمان  clear حافظه (یا متغیر مشخص شده) رو حذف می کنه.

خب اینم از این قسمت در بحث آموزش صفرتاصد متلب. امیدوارم براتون مفید بوده باشه. در قسمت بعدی این بحث رو به طور حرفه ای تری دنبال می کنیم.

نرم افزار کامسول ، انسیس یا آباکوس؟ یک بار برای همیشه!

هر دانشجوی مهندسی که وارد دانشگاه میشه و می خواد با نرم افزارهای مهندسی آشنا بشه و چندتایی رو یاد بگیره همیشه بین سه راهی نرم افزار کامسول ، انسیس و آباکوس گیر میکنه! در مرحله ی اول از دانشجوهای سال بالایی پرس وجو میکنه اما دانشجو ها در این مواقع اکثرا تعصبی کار میکنند و هرکس نرم افزاری که خودش در اون زمینه واردتر هست رو معرفی میکنه. اما ما در این مقاله یک بار برای همیشه میخوایم پرونده این سوال رو ببندیم و تفاوت های اصلی بین کامسول ، انسیس و آباکوس رو بیان کنیم.

 

خب اول بریم سراغ کامسول

کامسول

کامسول

از نظر جهانی نرم افزار کامسول انتخاب اول برای افراد آکادمیک و علمی هستش. این افراد چون بیشتر با نرم افزار های مختلف کار میکنند دوست دارن نرم افزار تحلیلی که دارن راحت با بقیه نرم افزارها مثل متلب و نرمافزار های CAD ارتباط برقرار کنه. کامسول نرم افزاری هست که به راحتی میتونه با این نرم افزار ها ازجمله متلب ارتباط برقرار کنه. یکی دیگه از مزیت های بزرگ کامسول چندفیزیکی اون هستش. این عامل باعث شده از مهندسی برق و مهندسی پزشکی تا دانشجوهای رشته ی فیزیک با این نرم افزار کار کنند. این دامنه ی گسترده در بحث شیمی به اوج خودش میرسه و شبیه سازی هایی که گاه براشون خیلی سردرگم هستیم در کامسول مثل آب خوردنه.

از اونجایی که هرچیزی بدون نقص نیست باید به مشکلات و سختی های این نرم افزار هم اشاره کنیم. از جمله سختی ای که ممکنه شما در این نرم افزار با اون مواجه بشید ترسیم هندسی هستش. در زمینه ی ترسیم هندسی نسبت به بقیه نرم افزار ها خیلی سخت عمل میکنه و کشیدن یه جسم ساده براتون ممکنه چندبرابر وقت ببره. البته این مشکل رو با پشتیبانی از تمام فرمت های نرم افزارهای CAD پوشش داده پس جای هیچ نگرانی نیست.

 

 

قدم بعدی، انسیس

انسیس

انسیس

کسایی که با انسیس کار کرده باشند میدونند که طراحی و رسم هندسه در این نرمافزار به دو بخش کلاسیک و Workbench تقسیم میشه. بخش Workbench مثل برنامه های CAD عمل میکنه و بسیار ساده و محبوبه مخصوصا در صنعت. شبیه سازی در انسیس یکی از دقیقترین شبیه سازی هاست و تجربه نشون داده این شبیه سازی اگر درست انجام بشه با مدل واقعی خودش کمترین تناقض و اختلاف رو داره. اما چیزی که انسیس رو از کامسول پایینتر نگه میداره دامنه ی کاربردی این نرم افزار هستش. انسیس بیشتر در بحث جامدات و سیالات کاربرد داره.، ولی اگر پای یک پروژه صنعتی درمیون باشه ما به شما انسیس رو پیشنهاد میکنیم. بلد بودن انسیس برای استخدام چهره ی مهندسی شما رو خیلی حرفه ای تر نشون میده.

 

در آخر، آباکوس

آباکوس

آباکوس

هروقت پای یک تجزیه و تحلیل غیرخطی وسط باشه بدون هیچ تاملی و تفکری به سراغ آباکوس برید. بدون شک آباکوس در این زمینه حرف اول رو میزنه و به جرات میتونم بگم بی رقیبه. البته طبق تحقیقاتی که از بین دانشجوها انجام شده اکثرا یادگیری انسیس رو آسون تر از یادگیری آباکوس دونستند. رابط گرافیکی در کامسول و انسیس بهتر از آباکوس هست پس در آباکوس دنبال محیط یوزرفرندلی نباشید. برای پیشنهاد ولی میتونم بگم یادگیری رو با انسیس شروع کنید و با آباکوس ادامه بدید. موضوع و کارایی بیشتر آباکوس هم بیشتر در زمینه ی خودروسازی و هوافضا هستش، جاهایی که بیشتر با تحلیل غیرخطی سر و کار داریم.

 

پس اگر بخوام به طور خلاصه مطالب گفته شده رو در چند خط بازگو کنم بید بگم که اگر بخوایم کار آکادمیک و علمی انجام بدیم قطعا اولویت با کامسول هست. در بحث های صنعتی به سراغ انسیس میریم مگر ینکه تحلیل غیرخطی باشه مثل صنعت خودروسازی و هوافضا. برای آموزش این نرمافزارها هم می تونید سایت دیتک رو دنبال کنید. هم آموزش حضوری و خصوصی براتون داره هم می تونید مطالب آموزشی رو به طور رایگان بخونید و یاد بگیرید.

 

آموزش ساخت عکس متحرک APNG در متلب (قسمت دوم)

در قسمت قبلی این سری آموزش متلب در مورد پرونده های APNG نوشتم. فایل APNG یک فایل تصویری معتبر PNG است که از ابرداده های پرونده به روشی هوشمندانه برای فشرده سازی و ذخیره فریم های یک انیمیشن کامل استفاده می کند. برای اطلاعات بیشتر در مورد این موضوع، پست قبلی را مشاهده کنید.

همین اواخر ، من یک ابزار MATLAB برای ایجاد پرونده های APNG ایجاد کردم. این در Exchange File و همچنین در GitHub موجود است. این ابزار از برنامه APNG Assember استفاده می کند که تحت شرایط مجوز جداگانه در دسترس است. این ابزار برای اولین بار که از آن استفاده می کنید، این برنامه را به طور خودکار برای شما بارگیری می کند.

در اینجا کد یک نسخه از منحنی ها را مشاهده می کنیم:

آموزش متلب

آموزش متلب

این روش نسبتاً ساده برای محاسبه منحنیها برای انیمیشن کردن آنها چندان مناسب نیست ، زیرا فاصله نقاط نقاط محاسبه شده با نزدیک شدن امتیازها به مرکز ، کوچکتر و کوچکتر می شود. به نظر می رسد این انیمیشن کند می شود.

بنابراین، من یک کد کوچک نوشتم تا دوباره منحنی تولید شده در بخشهای تقریباً مساوی قوس را دوباره تنظیم کنم. در اینجا به نظر می رسد

و در اینجا کد برای تولید یک قاب از انیمیشن به طور همزمان وجود دارد.

در اینجا یک بخش اضافی وجود دارد. اگرچه امروزه APNG به طور گسترده توسط مرورگرها پشتیبانی می شود ، تعداد زیادی برنامه در اطراف آن وجود دارد که فایلهای تصویری را نمایش می دهند و از اطلاعات فوق العاده انیمیشن در پرونده های APNG اطلاع ندارند. من می خواهم این بینندگان آخرین قاب انیمیشن را نشان دهند زیرا این قاب است که منحنی های کامل را شامل می شود.

آموزش متلب

آموزش متلب

پس مشاهده کردیم به چه راحتی می توام تصویر متحرک در متلب ایجاد کرد. برای آموزش گام به گام متلب می توانید اینجا را کلیک کنید.

 

اموزش ساخت عکس متحرک APNG در متلب (قسمت اول)

آیا چیزی از عکس های متحرک شنیده اید؟ آیا شما علاقه مند به ایجاد آنها در متلب هستید؟ در این قسمت از اموزش متلب قرار است برای ساخت انیمیشن هایی که در یک مرورگر وب قابل مشاهده هستند، تصویر متحرک بسازیم. با اموزش متلب همراه ما باشید.

در اینجا یک نمونه نمونه وجود دارد. آیا انیمیشن را در مرورگر وب خود مشاهده می کنید، یا فقط یک تصویر ثابت را می بینید؟

عکس متحرک در متلب

عکس متحرک در متلب

وقتی این تصویر را در لب تاب خود نگاه می کنید، با استفاده از Safari (نسخه ۱۱٫۱٫۲) و Chrome (نسخه ۶۲) متحرک می شود ، اما نه با مرورگر MATLAB.

باید اعتراف کنم که تا قبل از هفته گذشته ، هیچ وقت از پرونده های متحرک PNG نشنیده بودم ، وقتی اتفاق افتادم که آنها را در جواب های MATLAB ذکر کردم. یکی از صفحات پاسخ MATLAB که APNG در آن مورد بحث قرار گرفته است، این سؤال است که “چگونه می توانم تصاویر GIF متحرک را در MATLAB ایجاد کنم؟” ، جایی که رووی استفاده از APNG را به عنوان جایگزین برتر برای GIF پیشنهاد داد.

من کنجکاو بودم ، بنابراین شروع کردم به جستجوی آن.

اول ، یک پس زمینه قبلی. قالب تصویر PNG در دهه ۱۹۹۰ ایجاد شد و به عنوان جایگزینی برای GIF در نظر گرفته شده بود. این یک فرمت فایل بدون پس انداز کارآمد و محبوب است که به طور جهانی در مرورگرها و برنامه های دیگر پشتیبانی از فایل های تصویری پشتیبانی می کند. با این حال ، GIF یک قابلیت را دارد که PNG در اختیار ندارد: انیمیشن. به همین دلیل ، PNG با وجود برخی محدودیت های قانونی موقت مرتبط با استفاده از GIF در دهه ۱۹۹۰ ، هرگز GIF را برای استفاده در صفحات وب جایگزین نکرد.

به عنوان یک فرمت فایل تصویری ، GIF ضعف های قابل توجهی دارد. مورد اول این است که یک تصویر GIF می تواند حداکثر ۲۵۶ رنگ مختلف داشته باشد. برای GIF های متحرک ، این محدودیت برای هر فریم اعمال می شود. ضعف دوم این است که با صرفه جویی در تصویر با استفاده از شفافیت ، از یکی از ۲۵۶ رنگ استفاده می شود و شفافیت هر پیکسل تصویر کاملاً مات یا کاملاً شفاف است. این امر باعث می شود ساختن تصاویر با لبه های ضد انعطاف پذیری دشوار باشد ، همچنین باعث می شود وقتی یک تصویر GIF یا انیمیشن با استفاده از شفافیت در بالای تصویر پس زمینه ای متفاوت از آنچه در ابتدا برای ارائه تصویر استفاده شده است ، نمایش داده شود.

فرمت انیمیشن PNG برای غلبه بر هر دو ضعف در نظر گرفته شده بود. (همچنین ، بر خلاف GIF ، بحثی در مورد نحوه تلفظ PNG وجود ندارد.)

و در اینجا چند نکته جالب که من یاد گرفته ام:

پرونده APNG یک پرونده PNG معتبر است. با توجه به مشخصات PNG ، خوانندگان پرونده سازگار موظفند بخش هایی از پرونده را که از آنها نمی دانند چشم پوشی کنند. بنابراین ، یک خواننده سازگار PNG که از APNG استفاده نمی کند ، باید به سادگی اولین قاب تصویر را در پرونده نشان دهد.
ظاهراً ، جامعه مسئول حفظ مشخصات PNG هرگز پسوند مشخصات APNG را قبول نکرده و کتابخانه مرجع (libpng) را برای رسیدگی به APNG به روز نکرده است.
با وجود این ، APNG به سطح شگفت آور و گسترده ای از پشتیبانی مرورگر دست یافته است. مطابق با صفحه ویکی پدیا ، از این نوشتار ، فقط اینترنت اکسپلورر و مایکروسافت لبه دارای حق چاپ هستند.
معیارهای مختلفی به صورت آنلاین وجود دارد که ادعا می کنند اندازه پرونده های کوچکتر با APNG قابل دستیابی است ، با وجود این که پرونده های PNG فقط به ۲۵۶ رنگ محدود نمی شوند. من آن را تأیید نکرده ام ، اما معتقدم که این بهبود اندازه پرونده به دلیل ویژگی تمایز interframe اختیاری APNG است.
یک دستورالعمل نسبتاً ساده در صفحه ویکی پدیا برای ترکیب هر تعداد پرونده PNG در یک پرونده APNG وجود دارد.
در نهایت ، من به طور تصادفی فهمیدم که برنامه Preview در Mac قادر به تبدیل یک فایل GIF متحرک به پرونده APNG است. می توانید با مشاهده یک فایل GIF متحرک در Preview و سپس با استفاده از منوی “Export” این کار را به عنوان PNG ذخیره کنید. با انیمیشن دست نخورده ذخیره می شود.

تصویر متحرک در متلب

تصویر متحرک در متلب

در این حالت ، پرونده APNG تقریباً ۲٫۵ برابر اندازه پرونده GIF است ، بنابراین شاید برنامه Preview به طور کامل خروجی APNG را بهینه نکند. همچنین ، پرونده APNG اگر مستقیم از گرافیک اصلی ایجاد شده باشد ، کوچکتر خواهد بود ، زیرا به نظر می رسد که پرونده GIF از میرایی در میادین صفحه شطرنج استفاده می کند.

حال که با مفهوم این تصاویر آشنا شدید در قسمت بعدی این اموزش متلب به ایجاد کردن این تصاویر در نرم افزار متلب می پردازیم.

آموزش پیاده سازی فایل CAD در کامسول

در این آموزش کامسول در مورد وارد کردن CAD صحبت خواهیم کرد. بارها و بارها ، اولین وظیفه کاربر جدید کامسول بر عهده این است که دست خود را روی مدلهای CAD تیم طراحی بگذارند. از این گذشته، کامسول تجزیه و تحلیل را بر عهده دارد، که باید با روند طراحی ارتباط تنگاتنگی داشته باشد. در حالت ایده آل ، طراحی و تحلیل در یک فرآیند واحد یکپارچه شده است.

روش های مختلفی برای وارد کردن مدل های CAD با تجزیه و تحلیل وجود دارد. واردات مبتنی بر پرونده شاید متداول ترین روش است: وارد کردن فایلهای CAD به نرم افزار COMSOL. تعدادی فرمت فایل پشتیبانی می شود و می توانید اطلاعات بیشتری در مورد آن در اینجا بخوانید.

فرمت های فایل CAD

قالبهای معمول Parasolid® ، SAT® و STEP® و IGES هستند. بیشتر بسته های CAD از این پشتیبانی می کنند و می توانید برای واردات بیشتر به کامسول به راحتی در این قالب ها ذخیره کنید. علاوه بر این، می توانید از فرمت های فایل بومی CAD ، به عنوان مثال فرمت های Pro / ENGINEER® یا CATIA® V5 استفاده کنید.

یک قدم نزدیک تر به گردش کار کاملاً یکپارچه ، رابط دو طرفه به نرم افزار CAD است. این در شرایطی است که شما هم نرم افزار کامسول و هم نرم افزار CAD را فعال کنید و آنها مستقیماً ارتباط برقرار می کنند. ارزش افزوده برای این نوع رابط ، ارتباط بین طراحی CAD و تجزیه و تحلیل است: شما می توانید تغییرات طراحی را ایجاد کرده و در پرواز بدون آنکه نیازی به تنظیمات مدلهای مجزا برای هر مورد طراحی باشد، تغییر دهید.

هنگامی که هندسه CAD را در بحث آموزش کامسول در کامسول آماده کرده اید، زمان آن است که مش محاسبات را ایجاد کنید. در زیر من براساس بسیاری از تماسهای ما با کاربران COMSOL طی سال ها، نکات کلیدی را برای واردات و مشبک موفق جمع آوری کرده ام.

نکاتی درباره موفقیت آمیز و مشارکت

اطمینان حاصل کنید که آخرین نسخه برنامه CAD خود را قبل از صادر کردن به یک پرونده نصب کرده اید. این تجربه ما است که برای هر نسخه جدید از نرم افزار CAD اصلاحات زیادی ایجاد شده است.
شاید نیازی به گفتن نباشد ، اطمینان حاصل کنید که جدیدترین نسخه از COMSOL Multiphysics را نصب کرده اید (راهنمایی -> بررسی برای به روزرسانی ها را بررسی کنید).
شروع ساده و به تدریج پیچیدگی را بالا ببرید.
اگر قسمت پیچیده ای را وارد می کنید: ابتدا نسخه ساده شده را امتحان کنید. سپس جزئیات بیشتری را اضافه کنید.
اگر مونتاژ را وارد می کنید: با یک یا چند قسمت مش را شروع کنید. اگر مونتاژ بزرگی دارید و با مشکلات مشبک روبرو هستید ، اگر در اولین تلاش سعی کنید کل تکه ها را بلعید ، جستجو را ناکام بگذارید.
از آنجا که بیشتر مدل های CAD برای ورودی به تولید در نظر گرفته شده است ، درجه خاصی از شیب مجاز در نمایش تصویری مجاز است. با این وجود هر ابزار تجزیه و تحلیل ، یک مسابقه دقیق ریاضی بین سطوح مجاور را می طلبد. برای جلوگیری از ایجاد مشکلی در شکاف ها یا همپوشانی ، طرح را در برنامه CAD تغییر دهید یا از ابزارهای شکست و ترمیم در کامسول در بحث آموزش کامسول استفاده کنید.
فرمت های پرونده STL و IGES برای تجزیه و تحلیل کمتر مناسب هستند، زیرا آنها فقط حاوی یک مجموعه محدود از اطلاعات هستند. برای واردات هر نوع طرح پیچیده ، سایر قالبهای پشتیبانی شده CAD بهتر هستند.
این موارد همچنین در قسمت راهنماهای کاربر و دوره های واردات CAD به عمق پوشانده شده است.

سپس نوع دیگری از CAD را داریم: ECAD برای طراحی الکترونیک ، اما این یک داستان دیگر است و در آینده نزدیک آموزش داده خواهد شد.

آموزش متلب ، گام به گام، صفر تا صد! (قسمت دوم)

در قسمت اول به کلیات و معرفی نرم افزار و آموزش متلب پرداختیم. در این قسمت قصد داریم کم کم وارد محیط نرم افزار بشیم.

۶) محیط متلب

وقتی وارد محیط نرم افزار متلب میشیم تصویری مانند شکل زیر ظاهر میشه.

آموزش متلب

آموزش متلب

این صفحه شامل قسمت هایی میشه که به شرح زیراند:

الف) Current Folder: این پنل به شما اجازه می‌دهد تا به پوشه‌های پروژه و پرونده‌ها دسترسی داشته باشید.

آموزش متلب

آموزش متلب

ب) Command Window: این ناحیه اصلی است که در آن فرمان‌ها را می توان در خط فرمان وارد کرد. 

آموزش متلب

آموزش متلب

ج) Workspace: فضای کاری تمام متغیرهای ایجاد شده و / یا وارداتی از فایل را نشان می‌دهد.

آموزش متلب

آموزش متلب

۷) دست به کد شو

از یه مثال خیلی ساده شروع می کنیم.

بعد از اینکه دکمه ی enter زده بشه حاصل رو به ما نشون میده.

حالا بیاید چندتا مثال دیگه شبیه به این حل کنیم

وقتی که روی دکمه enter کلیک می‌کنیم، یا Ctrl + E را تایپ بزنیم، MATLAB آن را فورا اجرا می‌کنه.

یا یک مثال دیگه

که نتیجه اش میشه

یا گاهی ب مسئله ای رو به رو میشیم که جواب نداره مثل مثال زیر

که جواب اینگونه میشه

الف) استفاده از Semicolon (;) در متلب

semicolon )نشان‌دهنده پایان بخشیدن به اون خط از کد هستش. با مثال بیشتر کاربردش رو متوجه میشید.

که جوابی که به ما بعد از زدن دکمه enter می دهد به شکل زیر هستش.

ب) کامنت دادن

نماد درصد (%)برای نشان دادن یک خط توضیح مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای مثال

ج) Save کردن

برای save کردن کارهای خود در متلب کافیه کد زیر رو در آخر کار خودتون بزنید.

همچنین برای فراخوانی فایل هم میتونید از دستور زیر استفاده کنید.

خب امیدوارم تا اینجای کار مطالب به دردتون خورده باشه. در قسمت بعدی وارد جزییات بیشتری از محیط متلب میشیم و بحث متغیرها را مطرح خواهیم کرد.

آموزش متلب، گام به گام، صفر تا صد! (قسمت اول)

هدف اصلی ما در گروه توسعه فناوری مهندسی (دیتک) آموزش به صورت کاربردی هست نه فقط اینکه وقت شما گرفته بشه و تهش هم هیچی به هیچی :). برای اینکه یک آموزش مثل آموزش متلب رو بشه خوب یاد گرفت باید پایه و گام به گام جلو رفت.

حالا مخاطب های این دوره کیا هستن و چه کسایی می تونن از این دوره استفاده کنند؟ اگه بخوام به صورت خلاصه خدمتتون عرض کنم هرکسی که به متلب نیاز داشته باشه یا بخواد برای تکمیل کردن رزومه اش یه زبون برنامه نویسی هم اضافه کنه، این دوره خیلی می تونه براش مفید باشه.

در این دوره ما به معنی واقعی سعی کردیم از صفر متلب رو آموزش بدیم و شما رو برای دوره های حرفه ای تر بعدی آماده کنیم. امیدوارم این دوره بتونه کمکی به مسیرتون بکنه.

همیشه شروع کار خیلی مهمه! تو این همه آموزش رنگارنگ که تو وب هست و کتابای قطور مختلف خیلی میتونه سر در گم تون کنه. پس خیلی مهمه شروع قوی و درستی داشته باشید تا بتونید تا آخر مسیر پیش برید😉

۱) متلب از کجا اومده؟؟

متلب یک زبان برنامه‌نویسی است که توسط MathWorks توسعه داده شده است. به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی ماتریسی آغاز شد که یک زبان برنامه‌نویسی  ساده است. مثال هایی که در ابتدا در آموزش آورده می شه سعی میشه از آسون ترین مثال ها باشه که آموزش ساده تر و کاربردی تر بکنه.

 

این برنامه آموزشی طوری تهیه شده که تمام افراد بتوانند از آن استفاده کنند و متلب را به صورت پیشرفته درک کنند. پس از اتمام این برنامه آموزشی خودتون را در سطحی می بینید که خیلی راحت خودتون رو به سطح بعدی ببرید و سریعتر پیشرفت کنید. البته برای آموزش متلب کلاس های حضوری هم برگزار می کنیم که خلاصه و فشره همین نکاتی هست که به صورت رایگان در اختیار شما قرار میدیم.

۲) پیش نیازها

ما فرض می‌کنیم که شما دانش کمی از برنامه‌نویسی کامپیوتر دارید و تا حدودی مفاهیمی مانند متغیرها، ثوابت و غیره را درک می‌کنید. اگر برنامه‌نویسی در هر زبان برنامه‌نویسی سطح بالا مانند C، C + + یا جاوا انجام دادید، آن وقت آموزش متلب مثل آب خوردن میمونه براتون.

۳) قدرت محاسباتی ریاضی متلب

متلب در هر جنبه از ریاضیات محاسباتی استفاده می‌شه. شکل‌های زیر برخی محاسبات ریاضی رایج هستند که معمولا در آن از آن‌ها استفاده می‌شود.

  • برخورد با Matrices و Arrays
  • گرافیک و گرافیک سه‌بعدی
  • جبر خطی
  • معادلات جبری
  • توابع غیر خطی
  • آمار
  • آنالیز داده
  • معادلات دیفرانسیل
  • محاسبات عددی
  • یکپارچگی
  • منحنی نصب
  • دیگر توابع ویژه

۴) ویژگی های اصلی متلب

این یک زبان سطح بالا برای محاسبات عددی، تصویرسازی و توسعه کاربرد است. همچنین یک محیط تعاملی برای اکتشاف، طراحی و حل مساله فراهم می‌کند. کتابخانه وسیعی از توابع ریاضی برای جبر خطی، آمار، آنالیز فوریه، پالایش، بهینه‌سازی عددی و حل معادلات دیفرانسیل معمولی فراهم می‌کند. این سیستم گرافیکی برای تصویرسازی داده‌ها و ابزارها برای ایجاد نمودارهای سفارشی فراهم می‌کند. رابط برنامه‌نویسی متلب به ابزارهای توسعه برای بهبود قابلیت نگهداری کیفیت و به حداکثر رساندن عملکرد کمک می‌کند. همچنین ابزارهایی برای ایجاد برنامه‌های کاربردی با رابط‌های گرافیکی سفارشی فراهم می‌کند. این مدل برای یکپارچه‌سازی الگوریتم های متلب براساس کاربردها و زبان‌های خارجی مثل C، جاوا، عمل می‌کند.

۵) مصارف متلب

متلب به عنوان یک ابزار محاسباتی در علوم و مهندسی مورد استفاده قرار می‌گیره که زمینه‌های فیزیک، شیمی، ریاضی و همه رشته‌های مهندسی را در بر داره پس در طیف وسیعی از کاربردها مورد استفاده قرار می‌گیرد مثل پردازش سیگنال و ارتباطات، پردازش تصویر و ویدیو، سیستم‌های کنترل، آزمون و اندازه‌گیری و….