Z myślą o swoich studentach prof. Seweryn Kokot ulepszył najpopularniejszy na całym świecie program komputerowy do analizy konstrukcji budowalnych. Ale z dodatkowych udogodnień programu korzystają już także naukowcy z Australii, Nowej Zelandii, Włoszech czy Stanów Zjednoczonych oraz główny współtwórca OpenSees, który do profesora napisał list z gratulacjami.
Program komputerowy OpenSees służy do analizy konstrukcji, jest bezpłatnym, wszechstronnym narzędziem projektantów i naukowców używanym na całym świecie. – Projekt OpenSees został zainicjowany przez naukowców z Uniwersytetu w Berkely w 1997 roku, służy głównie badaniom naukowym i dydaktyce w największych ośrodkach naukowych świata, takich jak Berkely, University of California czy Oregon State University. Jest on narzędziem roboczym tysięcy doktorantów z całego świata. Do jego zalet należy możliwość prowadzenia nieliniowych obliczeń konstrukcji żelbetowych poddanych ekstremalnym obciążeniom statycznym i dynamicznym np. trzęsieniom ziemi – wylicza prof. Zbigniew Zembaty, dziekan Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Opolskiej.
– Możliwości takiego programu są niejednokrotnie większe, niż programów komercyjnych, wykorzystałem ten program do badań nad habilitacją – podkreśla prof. Seweryn Kokot z Katedry Mechaniki, Konstrukcji Budowlanych i Inżynierskich Wydziału Budownictwa i Architektury Politechniki Opolskiej, który zauważył, że z użytkowaniem programu kłopot mają studenci.
– Modele tworzy się w trybie tekstowym w języku Python. Brak możliwości wizualizacji analizowanego modelu powodował sporą trudność dla studentów rozpoczynających uczenie się metod numerycznych analizy budowli – tłumaczy prof. Seweryn Kokot, który postanowił w wolnym czasie, hobbystycznie opracować algorytm umożliwiający nie tylko wizualizacje analizowanych modeli, ale także animacje ich dynamicznego zachowania się. Wynik tej pracy zawarty jest w pakiecie o nazwie OpsVis zaimplementowanym w języku Python.
– Wykorzystywałem program OpenSees bezpłatnie, więc postanowiłem dać coś od siebie w jego ulepszenie – dodaje prof. Seweryn Kokot. Dzięki jego inicjatywie, podczas nauczania zdalnego studenci mogą pracować w domu na swoim komputerze, zagłębiać podstawy analizy konstrukcji, nie muszą być w laboratoriach. – Dzięki animacjom i wizualizacjom szybciej przyswajają wiedzę, od razu widzą, co modelują i na bieżąco usuwają ewentualne błędy, np. można zobaczyć jak konstrukcja odkształca się i uplastycznia. Oprócz typowych wykresów sił wewnętrznych i naprężeń, możliwe są też animacje jak przejazdu modelu samochodu po belce – wylicza profesor.
Co ciekawe, z ulepszonej wersji programu korzystają nie tylko opolscy studenci, ale także naukowcy z całego świata: m.in. z Australii, Nowej Zelandii, Włoch czy Stanów Zjednoczonych. – Główny współtwórca programu prof. Michael Scott napisał do mnie list z gratulacjami podkreślając, że używa mojego pakietu wizualizacji w dydaktyce i pracy naukowej – mówi prof. Seweryn Kokot, który za pracę nad algorytmem i jego implementację otrzymał naukową nagrodę Rektora Politechniki Opolskiej.
Niedawno dołączył także do grona naukowców z Berkely rozwijających główny „silnik” obliczeniowy OpenSees napisany w języku C++ – , jest dziewiątą najbardziej aktywną osobą: do tej pory dodał ponad 6 tys. linii kodu. – Uzupełnienia te obejmują dodanie sześciowęzłowych płaskich elementów trójkątnych oraz ośmio i dziewięciowęzłowych elementów czworobocznych, a także dodanie rozłożonego obciążenia trapezowego do sprężystego elementu ramowego. Oprócz tego wdrożyłem procedury ekstrapolujące odkształcenia i naprężenia z punktów całkowania Gaussa do punktów narożnych elementów płaskich i możliwość pseudostatycznej analizy konstrukcji poddanych wymuszeniom harmonicznym – tłumaczy.
– To przykład, który jednoznacznie wskazuje, że nasi naukowcy posiadają olbrzymią wiedzę, umiejętności doceniane daleko poza granicami naszego kraju. Jako politechnika nie mamy kompleksów – zaznacza prof. Grzegorz Królczyk, prorektor ds. nauki i rozwoju Politechniki Opolskiej.
Link do głównej strony rozwoju pakietu wizualizacji OpsVis – autorstwa prof. Seweryna Kokota
https://github.com/sewkokot/opsvis/
i jego dokumentacji i przykładów wizualizacji https://opsvis.readthedocs.io/en/latest/
Link do wystąpienia na OpenSees Support Group
https://www.youtube.com/watch?v=fy8k7mD_mbs
Link do strony głównej silnika obliczeń analizy konstrukcji OpenSees (Open System for the Earthquake Engineering Simulation) to bezpłatne środowisko obliczeń konstrukcji za pomocą metody elementów
skończonych, o otwartym kodzie źródłowym, dostępnym dla systemów
Windows, Linux i Mac.
https://github.com/OpenSees/OpenSees
Animacje drgań konstrukcji symulowanych zp. programu OpenSees i
wizualizowanych przez pakiet OpsVis
https://www.youtube.com/channel/UCfuZnIIJL61U-3yMI9X25bg
Dodatkowy kurs dla studentów użytkowania programu OpenSees i OpsVis – w trakcie rozwoju
https://elearning.po.edu.pl/course/view.php?id=9278
