آموزش کار با نرم افزار FLAC

FLAC یك برنامه تفاضل محدود دو بعدی برای محاسبات مهندسی می باشد. این برنامه رفتار ساختارهای خاك، سنگ و یا دیگر مواد را كه ممكن است هنگام نزدیك شدن به محدوده شكست، رفتارهای گوناگون از خود نشان دهند را مدل سازی می كند که مواد به صورت اجزا یا مناطق نشان داده می شوند. این اجزا شبكه ای را كه كاربر برای مدلسازی موضوع مورد نظر طراحی كرده است راتشكیل می دهند. اجزا می توانند بر طبق خواص داده شده، شكسته شوند یا جریان یابند و شبكه می تواند تغییر شكل دهد و یا جابجا شود.
اگرچه FLAC در اصل برای كاربردهای مهندسی عمران و معدن طراحی شده است، اما قابلیت زیادی برای حل مسائل مكانیك نیز دارد. ساختار های متعددی در این برنامه وجود دارند كه مدل سازی موادی را كه رفتارشان بسیار غیر خطی می باشد را ممكن می سازد. علاوه بر این FLAC امكانات خاص دیگری نیز دارد:
• مدل سازی صفحاتی كه ممكن است در آنها لغزش یا جدایش اتفاق بیفتد.
• طرح های تنش و كرنش صفحه ای و مدل های هندسی.
• مدل المانهای ساختاری برای مدلسازی نگهداری.
• امكان رسم پلات و مشاهده چشمی تغییرات.
• امكان آنالیزهای دینامیكی.
• امكان مدلسازی خزش و رفتار ویسكوالاستیك.
• امكان مدل كردن تاثیر تغییرات حرارتی.
• امكان مدل كردن جریان آب زیر زمینی و توزیع فشار آن.
• امكان افزودن امكانات جدید مورد نظر كاربر با زبان C توسط كاربر.
نام FLAC مخفف عبارت «Fast Lagrangian Analysis Of Continua » می باشد. دكتر پیتر كاندال درسال 1986 نرم افزار FLAC را برای تحلیل برخی مسائل برروی یك میكروكامپیوتر IMB طراحی كرد. این نرم افزار برای محاسبات سریع مدل هایی كه المانهای بسیار دارند طراحی شده است. با افزایش سرعت محاسبات كامپیوتر و امكان نصب RAM بالا با قیمت ارزان، مسائل بزرگتر و مشكل تری با FLAC قابل حل خواهد بود.این برنامه در سال‌های اخیر گسترش زیادی یافته است که توسط شرکت مشاوری Itasca انجام گرفته است.



هنگامی‌كه از رابط گرافیكی برای مدلسازی استفاده می‌شود، متن دستورات در قسمت برنامه نویسی آن ثبت و ذخیره می‌شود. مرسوم است که در مرتبه نخست اجرای یک پروژه از دستورات گرافیکی به‌علت سهولت کار با آن استفاده‌شده و در مراحل بعدی که نیاز به دقت بیشتر در انجام عملیات می‌باشد، از بخش دستوری کمک گرفته می‌شود. اطلاعات یك فایل FLAC به آسانی از طریق تغییر متن آن تغییر می‌یابد و چند فایل را نیز می‌توان برای اجرای مراحل مختلف یك تحلیل به یكدیگر مرتبط ساخت. این كار برای مطالعات دقیق مناسب است. FLAC می‌تواند به دو صورت مورد استفاده قرار گیرد: وارد كردن دستورات در خط فرمان و استفاده از رابط گرافیكی. رابط گرافیكی شرایط اجرای سریعتر فرمان‌ها را فراهم می‌كند. در حالت استفاده از خط فرمان، كاربر به اطلاعات بیشتری در مورد FLAC نیاز دارد كه برای كاربران مبتدی می‌تواند مشكل‌ساز باشد. زبان ورودی خط فرمان بر اساس كلمات قابل فهم است كه درك عمل آن را برای كاربر آسان می‌نماید. FLAC توسط زبان ساخت‌یافته FISH حمایت می‌شود. به‌وسیله این زبان كاربر می‌تواند برنامه‌ها و توابع مورد نظر خود را برای افزایش كارآیی FLAC به آن بیفزاید.
علاوه بر موارد کاربردی که در بالا ذکر شد، این برنامه از قابلیت‌های دیگری نیز برخوردار می‌باشد که عمده‌ترین کاربرد آن در مسائل ژئوتكنیك می‌باشد. از این برنامه همچنین برای تحلیل و طراحی در مهندسی معدن و ساختارهای زیرزمینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این برنامه روش حل معادلات جابجایی، امكان تحلیل شكست و ریزش را كه پدیده مهمی در معدنكاری می باشد فراهم می‌سازد.


◄ چند مورد از کاربردهای نرم‌افزار FLAC در پروژه‌های کاربردی:
در اینجا به چند مورد از کاربرد‌های این نرم افزار که در پروژه‌های واقعی انجام گرفته است، اشاره می‌گردد:
• تحلیل پایداری شیب در معادن روباز
• بررسی نشست حاصل از حفر تونل‌های کم‌عمق در مناطق شهری
• تاثیر روش بازکردن تونل بر پایداری آن
• طراحی کارگاه‌های جبه‌کار طولانی در معادن زیرزمینی


◄ FLAC/Slope:

در بسته نرم افزاری FLAC نرم افزار پرکاربردی به نام FLAC/Slope وجود دارد که به تحلیل پایداری در شیب ها می پردازد. این نرم افزار توانایی مدل سازی شیب ها را داشته و منطقه را از لحاظ توزیع تنش، خصوصیات مکانیک سنگی و ... مدل سازی می نماید. البته SLOPE نیز نرم افزاری بسیار کوچک بوده و توانایی مدلسازی مسائل پیچیده را ندارد. با خود نرم افزار FLAC می توان تمام کارهای FLAC SLOPE را با دقتی بیشتر انجام داد. دسترسی آسان به نرم افزار FLAC باعث کاربرد زیاد آن در تحلیل شیب پایدار معادن Open Pit گردیده است.



◄ FLAC3D:

همانطور که ذکر شد برنامه FLACیک برنامه دوبعدی می‌باشد. نرم‌افزار FLAC3D نسخه سه‌بعدی این نرم‌افزار است و امکان مدل‌کردن ساختارهای مختلف را به‌صورت سه‌بعدی برای کاربر فراهم می‌کند و دستیابی به جواب‌های دقیق‌تر را ممکن می‌سازد.
از مزایای مدل سه بعدی شامل چرخش، تحلیل از زوایای گوناگون، تعیین دقیق تنش های واقعی و ... برخوردار می باشد.

این نرم افزار تحت سیستم عامل Windows اجرا می شود و از قابلیت گرافیکی بالایی برخوردار است. اما قیمت بالا باعث محدودیت استفاده از آن در مقابل FLAC شده است. FLAC3D مخفف عبارت « Three Dimensional Fast Lagrangian Analysis Of Continua » می باشد.

آخرین نسخه از نرم‌افزار FLAC، ورژن‌های 4 و 5 می‌باشد که هر دوی آن‌ها تحت ویندوز می‌باشند. این نرم‌افزارها به‌صورت قفل‌شکسته موجود بوده و کار کاربران ایرانی را برای استفاده از آن ساده کرده است.
در زمینه آموزش این نرم‌افزار کتابی با عنوان FLAC نیز به چاپ رسیده است. این کتاب که ترجمه‌ای از راهنمای این نرم‌افزار می‌باشد، به‌علت ترجمه بد راهنما می‌تواند باعث سردرگمی کاربران گردد، هرچند که مطالعه آن در بعضی زمینه‌ها می‌تواند مفید واقع شود.