Z88 FEM software
Z88 محدود عنصر طریقہ (FEM) اور ٹوپولوجی اصلاح کے لیے ایک سافٹ ویئر پیکیج ہے۔ یونیورسٹی آف بیریوتھ میں فرینک ریگ کی قیادت میں ایک ٹیم نے 1985 میں ترقی کا آغاز کیا اور اب یہ سافٹ ویئر کئی یونیورسٹیوں کے ساتھ ساتھ چھوٹے اور درمیانے درجے کے کاروباری اداروں کے ذریعے بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ Z88 لکیری نقطہ نظر کے ساتھ دو اور تین جہتی عنصر کی اقسام کا حساب لگانے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ سافٹ ویئر پیکیج میں کئی حل کنندگان اور دو پوسٹ پروسیسرز شامل ہیں اور یہ مائیکروسافٹ ونڈوز، میک او ایس ایکس اور یونکس/لینکس کمپیوٹرز کے لیے 32 بٹ اور 64 بٹ ورژن میں دستیاب ہے۔ 2007 میں کیے گئے بینچ مارک ٹیسٹوں نے تجارتی سافٹ ویئر کے برابر کارکردگی دکھائی۔ تاریخ اور فعالیت کا جائزہ سافٹ ویئر فرینک ریگ نے تیار کیا تھا، جو یونیورسٹی آف بیریوتھ میں انجینئرنگ ڈیزائن اور سی اے ڈی کے پروفیسر ہیں۔ اصل میں فورٹرن 77 میں لکھا گیا، یہ پروگرام 1990 کی دہائی کے اوائل میں پروگرامنگ زبان سی میں پیش کیا گیا تھا۔ محدود عنصر تجزیہ کے لیے دو پروگرام ہیں: Z88OS (موجودہ ورژن 15.0) مفت سافٹ ویئر کے طور پر دستیاب ہے جس میں گنو جنرل پبلک لائسنس کے تحت سورس کوڈ بھی شامل ہے۔ پروگرام کے ماڈیولر ڈھانچے اور سورس کوڈ کی کھلی دستیابی کی وجہ سے حسب ضرورت ایکسٹینشنز اور ایڈ آن اور کئی خصوصی کیس 2 ڈی اور 3 ڈی تسلسل عناصر (جیسے۔ anisotropic شیل عنصر) صارفین کی طرف سے تیار کیا گیا تھا. Z88Aurora (موجودہ ورژن 5.0) نے اصل میں Z88 محدود عنصر تجزیہ پروگرام کے یوزر انٹرفیس کو بیان کیا۔ کئی اضافے اور مزید ترقی کے بعد یہ اب Z88OS کے مقابلے میں فعالیت کی نمایاں طور پر بڑی رینج پر مشتمل ہے۔ Z88Aurora فری ویئر ہے، تاہم سورس کوڈ عوامی طور پر دستیاب نہیں ہے۔ 2014 سے دو اینڈرائڈ ایپس بھی دستیاب ہیں: زیڈ 88 ٹینا اینڈرائڈ اسمارٹ فونز اور ٹیبلٹس کے لیے ایک فری ویئر ایف ای اے پروگرام ہے۔ Z88Tina کا استعمال کرتے ہوئے نہ صرف ٹرس اور بیم کا حساب لگانا ممکن ہے، بلکہ طیارہ کشیدگی کے عناصر، پلیٹیں اور ٹوری جیسے مستقل عناصر بھی ممکن ہیں۔ Z88 موبائل تمام Z88 مصنوعات کی طرح مفت ہے۔ یہ ایپ دو مختلف طریقے (بنیادی اور جدید) پیش کرتی ہے اور اس میں ٹچ انٹرفیس ہے۔ پروڈکٹ فیملی کو 2016 سے ٹوپولوجی آپٹیمائزیشن کے لیے ایک سافٹ ویئر کی حمایت حاصل ہے: Z88Arion ٹوپولوجی آپٹیمائزیشن کے لیے ایک مفت پروگرام ہے اور کمپیوٹیشن کے لیے تین الگ الگ الگ الگورتھم فراہم کرتا ہے (او سی: آپٹیمیلیٹی کرائٹیریا، ایس کے او: سافٹ کل آپشن، ٹاس: سختی اور تناؤ کے لیے ٹوپولوجی آپٹیمائزیشن)۔ Z88 اورورا Z88 اورورا کے موجودہ ورژن کی فعالیت کئی کمپیوٹیشن ماڈیولز پر مشتمل ہے: لکیری جامد تجزیے کے معاملے میں یہ فرض کیا جاتا ہے کہ نتیجہ لاگو قوتوں کے متناسب ہے۔ غیر لکیری تجزیہ غیر لکیری ہندسی اور غیر لکیری مواد کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ تھرمل اور تھرمو مکینیکل تجزیوں کا استعمال کرتے ہوئے نہ صرف درجہ حرارت یا حرارت کے دھاروں کے بارے میں نتائج کا حساب لگانا ممکن ہے، بلکہ تھرمو مکینیکل نقل مکانی اور تناؤ کا بھی حساب لگانا ممکن ہے۔ قدرتی تعدد تخروپن قدرتی تعدد کا استعمال کرکے اور اس کے نتیجے میں ہونے والے ارتعاش کا تعین کیا جا سکتا ہے۔ ایک رابطہ ماڈیول تعامل کرنے والے حصوں اور اسمبلیوں کی تقلید کرنا ممکن بناتا ہے۔ ایک مربوط پارٹ مینجمنٹ ٹول اسمبلیوں کو مؤثر طریقے سے سنبھالنے کے قابل بناتا ہے۔ گلوڈ کنکشن یا فریکشن سے پاک کنکشن کی تقلید کرنے کے اختیارات موجود ہیں اور کانٹیکٹ ڈسکریٹائزیشن (رابطے کی قسم: نوڈ-سرفیس -، یا سرفیس-سرفیس-کانٹیکٹ)، ریاضیاتی نفاذ کا طریقہ (لیگرینج طریقہ، پرٹربڈ لیگرینج طریقہ یا پینلٹی طریقہ) اور رابطے کی سختی کی سمت (نارمل یا ٹینجینشیل سمت) کو رابطے کی ترتیبات کے ذریعے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ یہ ماڈیول صرف لکیری یا کواڈریٹک شکل کے افعال کے ساتھ ٹیٹراہیڈرون اور ہیکساہیڈرون کی حمایت کرتا ہے۔ مزید برآں ماڈیول صرف لکیری مکینیکل طاقت کے تجزیے کے لیے دستیاب ہے۔ اس بات سے قطع نظر کہ کون سا ماڈیول منتخب کیا گیا تھا Z88Aurora کا استعمال کرتے ہوئے محدود عنصر کے تجزیے کو تین شعبوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: پری پروسیسر، سولور (پروسیسر) اور پوسٹ پروسیسر۔ پری پروسیسر ایف ای ماڈل بناتا ہے۔ Z88Aurora کے ٹولز کا استعمال کرتے ہوئے اور ساختی عناصر جیسے ٹرس اور بیم کا استعمال کرتے ہوئے براہ راست سافٹ ویئر کے اندر ڈھانچہ بنانا ممکن ہے یا ماڈل کو کئی فائل فارمیٹس سے درآمد کیا جا سکتا ہے۔ جیومیٹریز کو STEP فائلوں (*. STP)، STL فائلوں کو ASCII یا بائنری فارمیٹ (*. STL) یا آٹوکیڈ فائلوں (*. DXF) سے درآمد کیا جا سکتا ہے، جبکہ FE ڈھانچے کا ڈیٹا NASTRAN فائلوں (*. NAS)، ABAQUSS فائلوں (*. INP)، ANSYS فائلوں (*. ANS) یا COSMOS فائلوں (*. COS) سے درآمد کیا جا سکتا ہے۔ Z88Aurora میں کل 25 مختلف عناصر کی اقسام شامل ہیں، جن میں 2D عناصر (ٹرس، بیم، پلین اسٹریس عناصر، شافٹ عناصر، ٹورس عناصر) اور 3D عناصر (ٹرس، بیم، لکیری اور کواڈریٹک ٹیٹراہیڈرون اور ہیکساہیڈرون) شامل ہیں۔ دو اوپن سورس میشرز (ٹیٹ جین، بذریعہ ڈاکٹر. ہینگ سی (ویاس برلن) اور نیٹجن، پروفیسر جوآخم شوبرل (ٹی یو وین) کی طرف سے) ٹیٹراہیڈرون میش تیار کرتے ہیں۔ موجودہ ٹیٹراہیڈرون میش (لکیری اور کواڈریٹک) کے لیے ایک ٹیٹراہیڈرون ریفائنر، سپرلیمنٹ ڈھانچوں (ہیکساہیڈرون، خول وغیرہ) کے لیے ایک نقشہ بند میشر۔ )، ایک شیل گاڑھا کرنے والا جو 2 ڈی شیل عناصر سے کالم کے خول بناتا ہے اور ایک ٹرمنگ فنکشن ماڈل کو بہتر بنانے کا کام کرتا ہے۔ سیٹ مینجمنٹ حدود کے حالات کو لاگو کرنے، مواد کی وضاحت وغیرہ کے لیے سطحوں، نوڈس اور عناصر کے آسان انتخاب کو قابل بناتا ہے۔ مواد کا ڈیٹا بیس 52 پہلے سے طے شدہ مواد پر مشتمل ہے اور ترمیم کے قابل ہے اور اسے آسانی سے بڑھایا جا سکتا ہے۔ گرافیکل یوزر انٹرفیس کا استعمال کرتے ہوئے مختلف حدود کے حالات جیسے قوتیں، نقل مکانی، دباؤ اور تھرمل حالات کا اطلاق کیا جا سکتا ہے۔ حل کنندہ منتخب کمپیوٹیشن ماڈیول کے لحاظ سے نقل مکانی، دباؤ، درجہ حرارت اور نوڈل قوتوں کا حساب لگاتا ہے۔ لکیری محدود عنصر کے تجزیے کے لیے چار عددی حل کرنے والے دستیاب ہیں: نام نہاد جیننگز اسٹوریج کے ساتھ ایک براہ راست چولسکی حل کرنے والا، جو ٹرس اور بیم سے بنے چھوٹے اور درمیانے ڈھانچوں کے لیے مفید (کیونکہ تیز) ہے، درمیانے ڈھانچوں کے لیے ایک براہ راست ملٹی-سی پی یو اسپارس میٹرکس حل کرنے والا اور بڑے ایف ای ڈھانچوں کے لیے اسپارس میٹرکس اسٹوریج کا استعمال کرتے ہوئے دو مختلف قسم کے پیشگی شرائط والے تکراری حل کرنے والے۔ اسٹیشنری تھرمل یا تھرمو مکینیکل حسابات تکراری حل کرنے والے یا براہ راست ملٹی کور حل کرنے والے کا استعمال کرتے ہیں۔ غیر لکیری حسابات ایک خصوصی تکراری حل کنندہ لگا کر کیے جاتے ہیں۔ قدرتی تعدد تخروپن لینکزوس طریقہ کار کا استعمال کرتا ہے۔ نتائج کو پوسٹ پروسیسر کا استعمال کرتے ہوئے دیکھا جاتا ہے۔ صرف متعلقہ حصوں کو دیکھنے کے لیے نتائج کو فلٹر کرنا یا حصے کو کلپ کرنا ممکن ہے۔ مخصوص نتائج کو ٹیکسٹ یا CSV فارمیٹ میں برآمد کیا جا سکتا ہے اور تجزیہ فنکشن ایک نوڈ سے متعلق نتائج کی نمائش کی اجازت دیتا ہے۔ مزید برآں، خراب ڈھانچے کو ایس ٹی ایل فائل میں برآمد کرکے دیگر ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سافٹ ویئر سیاق و سباق کے لحاظ سے حساس آن لائن مدد کے ساتھ ونڈوز یوزر انٹرفیس کے ساتھ آتا ہے۔ ہینڈ بک دستیاب ہیں، جو مثالوں کا استعمال کرتے ہوئے Z88 اور Z88 اورورا کے استعمال کو ظاہر کرتی ہیں۔ فری ویئر ونڈوز، لینکس اور او ایس ایکس کے لیے دستیاب ہے۔ Z88Arion ٹوپولوجی آپٹیمائزیشن کی فعالیت ایک موجودہ ڈھانچے کو پہلے سے طے شدہ جگہ کے اندر اس کی ٹوپولوجی کلاس کو تبدیل کرکے دی گئی ٹارگٹ فنکشن کی طرف بہتر بنا کر کی جاتی ہے۔ مناسب جگہوں پر مواد کو ہٹانے سے ایک بہترین ڈھانچہ پیدا ہوتا ہے۔ ٹوپولوجی آپٹیمائزیشن کا مقصد ورچوئل پروڈکٹ ڈویلپمنٹ کے عمل کے اندر متعین اطلاق شدہ قوتوں اور حدود کے حالات کے تحت ایک بہترین ڈھانچے کی خودکار تخلیق ہے۔ ڈرافٹ ماڈل بنیاد فراہم کرتا ہے۔ نقل مکانی، تناؤ اور قدرتی تعدد اور ارتعاش کا حساب ساختی تجزیہ کے ذریعے کیا جاتا ہے اور اصلاح کے عمل کے ذریعے اس پر غور کیا جائے گا۔ یہ اس مقام پر ہے کہ اصلاح کے عمل کے لیے عین مطابق ماڈل اور ڈیزائن متغیرات کی وضاحت کی گئی ہے۔ یہاں نہ صرف ٹارگٹ فنکشن بلکہ باؤنڈری کنڈیشنز اور پابندیوں کی بھی وضاحت کی گئی ہے۔ اصلاح کا مسئلہ ایک الگورتھم کے ذریعے حل کیا جاتا ہے جو ڈیزائن متغیرات کی تغیرات کو دہراتا ہے۔ نتیجہ ایک بہتر ڈرافٹ ماڈل ہے، جو اسی عمل سے گزرتا ہے جب تک کہ ایک بہترین ڈرافٹ، نام نہاد ڈیزائن تجویز حاصل نہ ہو جائے۔ ٹوپولوجی آپٹیمائزیشن کے مقصد پر منحصر ہے کہ دو مختلف طریقوں کا انتخاب کیا جا سکتا ہے: آپٹیمیلیٹی کرائٹیریا (او سی) سافٹ کل آپشن (ایس کے او) ٹوپولوجی آپٹیمائزیشن فار سٹیفنیس اینڈ اسٹریس (ٹی او ایس ایس) او سی طریقہ ایک ڈیزائن تجویز پیش کرتا ہے جس میں پہلے سے بیان کردہ رشتہ دار حجم کے سلسلے میں زیادہ سے زیادہ سختی ہوتی ہے۔ ایس کے او عمل زیادہ سے زیادہ طاقت کے لیے بہتر بناتا ہے۔ ٹاس الگورتھم کو خاص طور پر یونیورسٹی آف بیریوتھ کی ترقیاتی ٹیم نے تیار کیا تھا اور اسے او سی طریقہ کار کی ترقی کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔ یہ او سی کا ایک ہائبرڈ عمل ہے اور ایک نام نہاد ایس کے او طریقہ (سافٹ کل آپشن) ہے اور او سی طریقہ کے نتیجے میں زیادہ سے زیادہ سخت ڈھانچے کا استعمال کرتا ہے اور اسے تناؤ سے بہتر ڈیزائن تجویز بنانے کے لیے ایک بنیاد کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ ایسا کرنے کے لیے زیادہ دباؤ والے علاقوں میں مواد شامل کیا جاتا ہے اور کم دباؤ والے علاقوں میں ہٹا دیا جاتا ہے۔ طے شدہ ڈیزائن کی تجویز پوسٹ پروسیسر میں ظاہر ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، صارف مختلف تکرار کو دیکھ سکتا ہے اور پیشکش کی حدود کو تبدیل کر سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، Z88Arion V2 کے بعد سے، نتیجے کے ڈھانچے کو ہموار کرنا اور اسے STL کے طور پر برآمد کرنا ممکن ہے تاکہ دوسرے پروگراموں میں بہتر حصے کے براہ راست دوبارہ استعمال کو یقینی بنایا جا سکے۔ Z88Aurora کے لیے ایک براہ راست انٹرفیس بھی ہے۔ تدریس اور تحقیق میں ایپلی کیشن ایپلی کیشن Z88 1998 سے یونیورسٹی آف بیریوتھ میں انجینئرنگ کے طلباء کو تعلیم دینے کے لیے استعمال کیا جا رہا ہے۔ ساخت کی دستی تخلیق اور باؤنڈری کنڈیشنز کے اطلاق کا امکان ایف ای ایم سافٹ ویئر کے فنکشن کی سادہ تصور کو قابل بناتا ہے۔ کھلی فائل کے ذرائع کی وجہ سے سافٹ ویئر کو ایف ای علاقوں میں تحقیقی مقاصد کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے اور انفرادی ضروریات کے مطابق اس میں ترمیم کی جا سکتی ہے۔ دوسروں کے درمیان، Z88 کا استعمال یونیورسٹی ریونسبرگ-ونگارٹن، یونیورسٹی آف آئیونینا، پین اسٹیٹ یونیورسٹی، یونیورسیڈڈ ڈی بیونس آئرس، یونیورسٹی آف کیگلیاری، یونیورسٹی آف ماریبور، اور زونگولڈک کریلماس یونیورسٹی میں تحقیق اور تدریس کے لیے کیا جاتا ہے۔ مزید برآں Z88 کو ڈرمسٹڈٹ، ہیمبرگ-ہاربرگ، میونخ، کارلسروہی، برن اور بیجنگ (دوسروں کے درمیان) کی یونیورسٹیوں میں ڈگری تھیسس کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ مزید برآں، Z88 استعمال کرنے والی دو نصابی کتابیں ہیں۔ فائنائٹ ایلیمنٹ اینالیس فار انجینیئر: این لیچٹ ورسٹینڈلیچے آئنفورنگ کی 6000 سے زیادہ کاپیاں فروخت ہو چکی ہیں۔ یہ نصابی کتاب محدود عنصر تجزیہ اور Z88 کے استعمال کے داخلی سطح کے صارفین کے لیے ڈیزائن کی گئی ہے تاکہ صارف اپنے سسٹم پر کتاب میں دکھائی گئی مثالوں کی پیروی کر سکے۔ کتاب ماسچینینیلیمینٹ-فنکشن، گیسٹالٹنگ اینڈ بیریچننگ بائی ڈیکر (19 واں ایڈیشن) محدود عنصر تجزیہ کے ساتھ مشین عناصر کا حساب سکھانے کے لیے Z88 کے ساتھ عملی ایپلی کیشنز کا استعمال کرتی ہے۔ اوپن سورس اپروچ کی وجہ سے بہت سی ایپلی کیشنز Z88 سالور، اس کے پلاٹ آؤٹ پٹ وغیرہ کا استعمال کرتی ہیں۔ دوسری چیزوں کے علاوہ Z88 کو عمارت کی تعمیر میں شیشے کے پینوں پر پوائنٹ مرتکز اور لکیری بوجھ کا حساب لگانے کے لیے ایک پروگرام میں ڈھال لیا گیا ہے۔ ینگ کے ماڈیولس اور لکڑی کی لچکدار طاقت کا تعین کرنے کے لیے معمولات نافذ کیے گئے ہیں اور دباؤ کے برتنوں کا حساب لگانے کے لیے ایک ذیلی ایپلی کیشن تیار کی گئی ہے۔ زیڈ 88 استعمال کرنے والی کمپنیوں کی مثالیں بوئنگ ہیں: میزائل ڈیفنس سسٹمز (یو ایس اے)، ٹیلیڈین براؤن انجینئرنگ (یو ایس اے)، وینیمیک کوئل اسپرنگ انکارپوریٹڈ (یو ایس اے)، ڈبل ڈی ڈیزائن لمیٹڈ (نیوزی لینڈ)، رنگسپین جی ایم بی ایچ (جرمنی)، کے ٹی آر کوپلنگسٹینک جی ایم بی ایچ (جرمنی) اور نیوسن ہائیڈروٹیک جی ایم بی ایچ (آسٹریا)۔ سورس کوڈ کی دستیابی اور اس طرح اطلاقی الگورتھم اور مادی ماڈلز کی شفافیت Z88 کو تجارتی ٹولز جیسے NASTRAN اور ABAQUS کے لیے حوالہ سافٹ ویئر کے طور پر مثالی بناتی ہے۔ ادب فرینک ریگ، رین ہارڈ ہیکنشمٹ، بیٹینا البر-لاکانٹ: فائنائٹ عنصر تجزیہ برائے انجینئرز: Z88 اورورا کے ساتھ بنیادی باتیں اور عملی ایپلی کیشنز۔ ہینسر فچبچورلاگ، منچن/وین 2014، 5 واں ایڈیشن۔ کارل ہینز ڈیکر: ماسچینینیلیمینٹ-فنکشن، گیسٹالٹنگ اینڈ بیریچننگ۔ ہینسر فچبچورلاگ، منچن/وین 2014، 19۔ آفلیج۔ فرینک ریگ: Z88-ڈاس کومپکٹے فائنائٹ ایلیمنٹ سسٹم۔ بیرونی روابط سرکاری ویب سائٹ Z88 یوزر فورم بذریعہ یونیورسٹی آف بیریوتھ Z88 یوزر فورم بذریعہ CAD.DE شعبہ انجینئرنگ ڈیزائن اور CAD ؛ فرینک ریگ یونیورسٹی آف بیریوتھ حوالہ جات کمپیوٹر ایڈیڈ انجینئرنگ لینکس سافٹ ویئر ونڈوز سافٹ ویئر میک او ایس سافٹ ویئر