sonlu elemanlar analizi
başlık "setlocalelcallturkish" tarafından 25.02.2021 21:09 tarihinde açılmıştır.
1.
bu güzel sözlüğe kendi adıma bir katkı da ben vermek istedim. şu aralar zaten üzerinde çalıştığım bir konu olan sonlu elemanlar analizi nedir nasıldır ve niçin kullanılır üzerine bir yazı paylaşmak istedim, bu konunun daha önce hiç açılmadığını görmekle bir açığı kapatacağını varsayıyorum..umarım keyifli bir yazı çıkarırım...
ismi oldukça cool görünüyor değil mi? genelde mühendislik ve genel olarak fen bilimleriyle hiç ilgisi olmayanlar için bu durum böyle olsa da bizzat bu işin içinde olanlar ve ilgilenenler için bazen gerçekten uzun uğraştırıcı ve yorucu olabilir. peki nedir sonlu elemanlar analizi yada ingilizcesiyle "finite elements analysis"? arkadaşlar, insanlık varolduğu andan itibaren ki ister bunu tanrısal bir varoluşa bağlayın isterseniz de evrimsel süreçlere, hep daha iyiye ve daha güzel doğru bir koşuşturmaca içinde olmuştur. tabi ki, islama ve ilahi dinlere göre allah hz adem'e tüm maddeyi öğretmiştir ve her şey biliniyordu...ama eğer konu bilimsellik olursa bunu bu şekilde kabul edemiyoruz..mesela ben inançlı bir müslümanım elhamdülillah ama bilimsel işleyiş ve bilimsel çalışmalar gerçekleştirirken bilimsel methodları ve süreçleri göz ardı edemem...bunun itikadi boyutları tartışılabilir ama şu anda konu o değil..
insanlık önceden sıradan yaya bir yaşam sürüp 3-5 kmlik alanlarda yaşarken bundan yaklaşık 100 milyon yıl kadar yada 150 milyon yıl kadar önce,, ki en son ki bilinen form olan homo sapiens'ten bahsediyorum, daha sonraları atları ve türevlerini ecvilleştirerek mesafeleri daha da kısaltarak yaşama alanlarını arttırdı. tekerlek icat edildi, ateş bulundu, yazı bulundu, basit makinelerle o zamanki yaşamlar daha da o şartlara göre kolaylaştırıldı. imparatorluklar kuruldu, buralarda o zamanki şartlara göre inanılmaz buluşlar keşfedildi, yeryüzünün hareketleri, gökyüzünün hareketleri incelendi, tabi o şartlara göre...mısır coğrafyasında yaşayan halk ürünlerini daha iyi yetiştirmek ve verimi arttırmak için ilk geometrik formülleri buldu...sümerler kendi dönemlerinde vergileri toplamak ve ekim dönemlerini hesaplamak için kendi sayı sistemlerini buldu ve geliştirdi, asurlular istila etmek için savaş makinelerini geliştirdiler ve daha bir sürü bir sürü şeyler...
şimdi bir düşünelim...bir mancınık yapmaya karar verdik ve savaş açacağımız yerin surlarını da casuslarımız vasıtasıyla biliyoruz..surların genişliğini, hangi malzemeden yapıldığını, ne kadar yüksek olduğunu vs...şimdi o zamanki şartlarda ne yapılıyordu, bildiğimiz klasik deneme yanılma yöntemleri...nasıl yani? adamlar malzemelerden kafalarına göre yada daha önceki örneklerden yola çıkarak bir mancınık yapıyordu, taşı bir koyuyordu bir fırlatıyordu deneme yapıya, eğer mancınığın attığı taş o casuslar tarafından verilen yapının denemesini kırabiliyorsa, tamam bunlarla kale fethedilebilir deniliyordu, yok kırılmıyorsa, tekrardan sistemi baştan tasarlayıp işe sil baştan başlıyorlardı...yaylarına ayarlarını çekiyorlar, boyutunu artırıyorlar yada malzemeyi değiştiriyorlardı...peki bunlar ne demek oluyor? bunlar kocaman bir zaman kaybı demek oluyor...düşünsenize, bir kale fethedeceksin kaç ay boyunca bu işlerle yap-boz çalışıp durup vakit kaybediyorsun...hem emek, hem zaman hem de masraf...ayrıca şu da var, senin o harekatından haberdar olan karşı kalenin yöneticisi de kendi hazırlık planlarını yapıyordu..
şimdi bize bu noktada öyle bir işleyiş lazım ki tak diye sonuca ulaşıp kolayca amaca gidelim...işte buna giden yolu ilk defa aristo ortaya atsa da o zamanki bilimsel anlayışın yetersizliği nedeniyle sadece bir "idea" olarak kaldı...peki ne demişti üstad aristo...demişti ki, "herşey anlaşılmak için o kadar karmaşık ki, anlayabilmenin tek yolu, bu kadar çok anlaşılmayan bir sistemin anlaşılabilen bir tarafından tutarak bütün anlaşılamayan kısımlara ulaşıp sırrı çözebilir ve bilgiye ulaşabiliriz"...ne kadar müthiş bir felsefik düşünce....lakin, insanlar o zamanın şartlarında bunu anlayamadı ki taaaa newton ve leibniz tekrardan bu felsefeyi inceleyene kadar...ama şartlar yine uygun değildi çünkü dünya daha yeni skolastik düşünceyi boğmuş, reform-rönesans hareketleriyle çalkalanıyordu ve bilimsel seviye hala aristo'nun felsefesini hayata geçirecek kadar olgun değildi...
sanayi devrimine gelindiğinde kıpırdanmalar olsa da bir türlü beklenen hızlı ve efektif çözümler yapılamıyordu..tüm bilim adamları, şimdi buraya birini yazsam diğerine haksızlık olur, hepsi ortaya bir şeyler koyuyordu ama istenene bir şekilde ulaşılamıyordu...bu şekilde 1900'lü yıllara kadar gelindi...insanlık o zamana kadarki tüm icatları klasik deneme yanılma ile yapıyordu...yani araba yapıyor diyelim önce arabayı bildiiiin yapıyordu sonra denemesine çıkıyordu, eksik bir yanı çıktı diyelim, tekrardan sök parçala ve yenisini geliştir şeklinde...ne zamanki birinci dünya savaşı patlak verip, gelişmiş teknolojilerin varlığından ziyade o teknolojiye daha erkenden sahip olmak düşüncesi bir tutku haline geldi, işte o zaman işler değişti...mesela, benim elimde savaşı kaybettikten sonra roket olsa silah olsa uçak olsa nolacak ki? benim elimde düşmandan daha önce o teknoloji olmalı ki bir yaptırım gücüm olsun...mantıken de böyle değil mi? birinci dünya savaşında ve öncesindeki italyanın libya işgalindeki uçakların etkisi ortaya çıkınca tüm gelişmiş güçler ve bilim tamamen buraya odaklandı...
alman bilim adamları ikinci dünya savaşı başlamadan önce ve savaş sürerken bu amaca uygun ilk çözümleri buldular..nasıl yani? şimdi aslında evren kaotik ve kaos ortamıdır ve tüm tanımlanan küçük uzaylar birbiri içerisine grift olmuştu...bunların çözümü öyle kolay değildir, yani el ile hesaplama yapılacak kadar kolay değildir...el ile klasik hesaplama yönetimiyle analizi yapamazsın..öncü alman bilimadamları önce sonsuz uzaydaki parçaları dikdörtgen parçalara bölerek bir mesh yada ağ yapısı yarattılar ama bu seferde sonuç yine uyumsuz oluyordu çünkü eğri büğrü yerleri nasıl dökdörtgenlere bölecektin?
yine alman bilimadamları bununda üstünden üstün bilgisayar teknolojileriyle geldiler ve bilgisayar teknolojilerini bu amaçla kullandılar...amerikalılar ve ingilizler de bu teknolojiyi almanlardan kaçırarak geliştirip günümüze kadar getirdiler, aslında herkesin bir anda eline geçti bu teknoloji...işte casusluk savaşları falan ne derseniz deyin...siz el ile çözülemeyecek o denklerim güçlü bilgisayarlar vasıyasıyla çözüp sonuca direkt ulaşıyordunuz... böylece deneme yanılma gibi klasik zaman kayıplarına gerek kalmıyordu..bu teknoloji ilk savaş uçakları üzerinde kullanılıp başarı sağlandıktan sonra normal taşımacılık uçaklarında ve roketlerde, uzay araçlarında, arabalarda kısaca her şeyde kullanıldı..bunların hepsinin adına simulation adı verilir...siz bir uçak mı yapacaksınız, önce sanal ortamda tasarımınız yapıp tüm koşulları orada çalıştıyorsunuz ve sonuçları alıyorsunuz, tasarımızdaki tüm eksiklikleri daha imalat başlamadan görüyorsunuz ve ona göre aksiyon alıyorsunuz...maliyetini hesaplıyorsunuz, işçilik sürecini heaplıyorsunuz, üretim planlamasını yapıyorsunuz, malzemeleri vs her şeyi daha imalata geçmeden biliyorsunuz...
ne kadar büyük bir lütuf değil mi? işte bu işlemlere simülasyon, bu simulasyonun kökenine de sonlu elemanlar analizi denmektedir..eğer ki mühendislik öğrencisi varsa aranızda, lisans döneminde son sınıfa gelip seçmeli dersler almaya başladığınız da da sonlu elemanlar diye bir ders varsa mutlaka o dersi almanızı tavsiye ederim...harf basamam yada hoca cins falan diye de düşünüp almayabilirsiniz ama alırsanız büyük faydası dokunur..yüksek lisansta da bu dersler vardır..ki o zaman simulasyon mantığını ve problem çözüm tekniğini daha kolay kavrayıp, piyasaya atıldığınızda zorluk çekmessiniz...sadece mühendislte değil, finansta ve her türlü analizde etkin bir şekilde kullanılır ve mantığına hakim olduğunuzda iddaa'dan yada toto'dan parayı bile bulabilir, crypto dünyasından zengin olabilir, borsadan her türlü yolunuzu bulabilirsiniz.... :)
ismi oldukça cool görünüyor değil mi? genelde mühendislik ve genel olarak fen bilimleriyle hiç ilgisi olmayanlar için bu durum böyle olsa da bizzat bu işin içinde olanlar ve ilgilenenler için bazen gerçekten uzun uğraştırıcı ve yorucu olabilir. peki nedir sonlu elemanlar analizi yada ingilizcesiyle "finite elements analysis"? arkadaşlar, insanlık varolduğu andan itibaren ki ister bunu tanrısal bir varoluşa bağlayın isterseniz de evrimsel süreçlere, hep daha iyiye ve daha güzel doğru bir koşuşturmaca içinde olmuştur. tabi ki, islama ve ilahi dinlere göre allah hz adem'e tüm maddeyi öğretmiştir ve her şey biliniyordu...ama eğer konu bilimsellik olursa bunu bu şekilde kabul edemiyoruz..mesela ben inançlı bir müslümanım elhamdülillah ama bilimsel işleyiş ve bilimsel çalışmalar gerçekleştirirken bilimsel methodları ve süreçleri göz ardı edemem...bunun itikadi boyutları tartışılabilir ama şu anda konu o değil..
insanlık önceden sıradan yaya bir yaşam sürüp 3-5 kmlik alanlarda yaşarken bundan yaklaşık 100 milyon yıl kadar yada 150 milyon yıl kadar önce,, ki en son ki bilinen form olan homo sapiens'ten bahsediyorum, daha sonraları atları ve türevlerini ecvilleştirerek mesafeleri daha da kısaltarak yaşama alanlarını arttırdı. tekerlek icat edildi, ateş bulundu, yazı bulundu, basit makinelerle o zamanki yaşamlar daha da o şartlara göre kolaylaştırıldı. imparatorluklar kuruldu, buralarda o zamanki şartlara göre inanılmaz buluşlar keşfedildi, yeryüzünün hareketleri, gökyüzünün hareketleri incelendi, tabi o şartlara göre...mısır coğrafyasında yaşayan halk ürünlerini daha iyi yetiştirmek ve verimi arttırmak için ilk geometrik formülleri buldu...sümerler kendi dönemlerinde vergileri toplamak ve ekim dönemlerini hesaplamak için kendi sayı sistemlerini buldu ve geliştirdi, asurlular istila etmek için savaş makinelerini geliştirdiler ve daha bir sürü bir sürü şeyler...
şimdi bir düşünelim...bir mancınık yapmaya karar verdik ve savaş açacağımız yerin surlarını da casuslarımız vasıtasıyla biliyoruz..surların genişliğini, hangi malzemeden yapıldığını, ne kadar yüksek olduğunu vs...şimdi o zamanki şartlarda ne yapılıyordu, bildiğimiz klasik deneme yanılma yöntemleri...nasıl yani? adamlar malzemelerden kafalarına göre yada daha önceki örneklerden yola çıkarak bir mancınık yapıyordu, taşı bir koyuyordu bir fırlatıyordu deneme yapıya, eğer mancınığın attığı taş o casuslar tarafından verilen yapının denemesini kırabiliyorsa, tamam bunlarla kale fethedilebilir deniliyordu, yok kırılmıyorsa, tekrardan sistemi baştan tasarlayıp işe sil baştan başlıyorlardı...yaylarına ayarlarını çekiyorlar, boyutunu artırıyorlar yada malzemeyi değiştiriyorlardı...peki bunlar ne demek oluyor? bunlar kocaman bir zaman kaybı demek oluyor...düşünsenize, bir kale fethedeceksin kaç ay boyunca bu işlerle yap-boz çalışıp durup vakit kaybediyorsun...hem emek, hem zaman hem de masraf...ayrıca şu da var, senin o harekatından haberdar olan karşı kalenin yöneticisi de kendi hazırlık planlarını yapıyordu..
şimdi bize bu noktada öyle bir işleyiş lazım ki tak diye sonuca ulaşıp kolayca amaca gidelim...işte buna giden yolu ilk defa aristo ortaya atsa da o zamanki bilimsel anlayışın yetersizliği nedeniyle sadece bir "idea" olarak kaldı...peki ne demişti üstad aristo...demişti ki, "herşey anlaşılmak için o kadar karmaşık ki, anlayabilmenin tek yolu, bu kadar çok anlaşılmayan bir sistemin anlaşılabilen bir tarafından tutarak bütün anlaşılamayan kısımlara ulaşıp sırrı çözebilir ve bilgiye ulaşabiliriz"...ne kadar müthiş bir felsefik düşünce....lakin, insanlar o zamanın şartlarında bunu anlayamadı ki taaaa newton ve leibniz tekrardan bu felsefeyi inceleyene kadar...ama şartlar yine uygun değildi çünkü dünya daha yeni skolastik düşünceyi boğmuş, reform-rönesans hareketleriyle çalkalanıyordu ve bilimsel seviye hala aristo'nun felsefesini hayata geçirecek kadar olgun değildi...
sanayi devrimine gelindiğinde kıpırdanmalar olsa da bir türlü beklenen hızlı ve efektif çözümler yapılamıyordu..tüm bilim adamları, şimdi buraya birini yazsam diğerine haksızlık olur, hepsi ortaya bir şeyler koyuyordu ama istenene bir şekilde ulaşılamıyordu...bu şekilde 1900'lü yıllara kadar gelindi...insanlık o zamana kadarki tüm icatları klasik deneme yanılma ile yapıyordu...yani araba yapıyor diyelim önce arabayı bildiiiin yapıyordu sonra denemesine çıkıyordu, eksik bir yanı çıktı diyelim, tekrardan sök parçala ve yenisini geliştir şeklinde...ne zamanki birinci dünya savaşı patlak verip, gelişmiş teknolojilerin varlığından ziyade o teknolojiye daha erkenden sahip olmak düşüncesi bir tutku haline geldi, işte o zaman işler değişti...mesela, benim elimde savaşı kaybettikten sonra roket olsa silah olsa uçak olsa nolacak ki? benim elimde düşmandan daha önce o teknoloji olmalı ki bir yaptırım gücüm olsun...mantıken de böyle değil mi? birinci dünya savaşında ve öncesindeki italyanın libya işgalindeki uçakların etkisi ortaya çıkınca tüm gelişmiş güçler ve bilim tamamen buraya odaklandı...
alman bilim adamları ikinci dünya savaşı başlamadan önce ve savaş sürerken bu amaca uygun ilk çözümleri buldular..nasıl yani? şimdi aslında evren kaotik ve kaos ortamıdır ve tüm tanımlanan küçük uzaylar birbiri içerisine grift olmuştu...bunların çözümü öyle kolay değildir, yani el ile hesaplama yapılacak kadar kolay değildir...el ile klasik hesaplama yönetimiyle analizi yapamazsın..öncü alman bilimadamları önce sonsuz uzaydaki parçaları dikdörtgen parçalara bölerek bir mesh yada ağ yapısı yarattılar ama bu seferde sonuç yine uyumsuz oluyordu çünkü eğri büğrü yerleri nasıl dökdörtgenlere bölecektin?
yine alman bilimadamları bununda üstünden üstün bilgisayar teknolojileriyle geldiler ve bilgisayar teknolojilerini bu amaçla kullandılar...amerikalılar ve ingilizler de bu teknolojiyi almanlardan kaçırarak geliştirip günümüze kadar getirdiler, aslında herkesin bir anda eline geçti bu teknoloji...işte casusluk savaşları falan ne derseniz deyin...siz el ile çözülemeyecek o denklerim güçlü bilgisayarlar vasıyasıyla çözüp sonuca direkt ulaşıyordunuz... böylece deneme yanılma gibi klasik zaman kayıplarına gerek kalmıyordu..bu teknoloji ilk savaş uçakları üzerinde kullanılıp başarı sağlandıktan sonra normal taşımacılık uçaklarında ve roketlerde, uzay araçlarında, arabalarda kısaca her şeyde kullanıldı..bunların hepsinin adına simulation adı verilir...siz bir uçak mı yapacaksınız, önce sanal ortamda tasarımınız yapıp tüm koşulları orada çalıştıyorsunuz ve sonuçları alıyorsunuz, tasarımızdaki tüm eksiklikleri daha imalat başlamadan görüyorsunuz ve ona göre aksiyon alıyorsunuz...maliyetini hesaplıyorsunuz, işçilik sürecini heaplıyorsunuz, üretim planlamasını yapıyorsunuz, malzemeleri vs her şeyi daha imalata geçmeden biliyorsunuz...
ne kadar büyük bir lütuf değil mi? işte bu işlemlere simülasyon, bu simulasyonun kökenine de sonlu elemanlar analizi denmektedir..eğer ki mühendislik öğrencisi varsa aranızda, lisans döneminde son sınıfa gelip seçmeli dersler almaya başladığınız da da sonlu elemanlar diye bir ders varsa mutlaka o dersi almanızı tavsiye ederim...harf basamam yada hoca cins falan diye de düşünüp almayabilirsiniz ama alırsanız büyük faydası dokunur..yüksek lisansta da bu dersler vardır..ki o zaman simulasyon mantığını ve problem çözüm tekniğini daha kolay kavrayıp, piyasaya atıldığınızda zorluk çekmessiniz...sadece mühendislte değil, finansta ve her türlü analizde etkin bir şekilde kullanılır ve mantığına hakim olduğunuzda iddaa'dan yada toto'dan parayı bile bulabilir, crypto dünyasından zengin olabilir, borsadan her türlü yolunuzu bulabilirsiniz.... :)
devamını gör...
2.
üniversitede aldığım en cool derslerden birinin konusuydu. finite elements dersi alıyorum derken bi yükseliyor insan. ansys, fluent gibi programlarla yapılan analizdir aynı zamanda.
devamını gör...