کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک، نکات طلایی کار کردن با پایتون

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک؟ مگر قرار نبود که متلب در کارهای مهندسی کاربرد داشته باشد؟ پس پایتون این وسط چه می کند؟ یک مقایسه میان این دو زبان، تفاوت های مهمی را برای ما آشکار می کند. درست است که هر دو زبان تفسیری به شمار می روند؛ اما تفاوت های آنها نیز قابل تأمل است. یکی از این تفاوت ها به تنوع عملکردهای هر دو بر می گردد. از جهت تنوع باید پایتون را متنوع تر از متلب دانست. پایتون، کارکردهای متنوعی را به مهندسان پیشکش می کند.

پایتون، زبانی که پنهانکار نیست: زبانی برای همه!

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک را باید در منبع باز بودن آن جستجو کرد. همین ویژگی باعث شده است که هزاران مهندس مکانیک برای انجام طراحی های خود از انجام پروژه پایتون کمک بگیرند. پایتون در هیچ کجا غریبه نیست! همه از آن تیمارداری می کنند! اما داستان متلب متفاوت تر است. این برنامه، هیچ کس را به درون خود راه نمی دهد. متلب یک برنامه متن بسته و کاملا اختصاصی است. تنها شرکت توسعه دهنده به کدهای آن دسترسی دارد.

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک و کتابخانه های غنی!

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک به قدرت ادغام کنندگی آن هم بر می گردد. پایتون، تابع ها را از کتابخانه های متعدد خود می گیرد و در هم می آمیزد. مزیت این کار در ساده شدن گردش کار است. در واقع پایتون یک نرم افزار همه کاره است که بیشتر کارها را خود برای کاربر انجام می دهد. کاربر کارهای کمتری انجام می دهد. این کار را باید یک روند ساده ساز تلقی کنیم که پیچیدگی های برنامه نویسی را برای مهندسان کم می کند. معمولا مهندسان مکانیک از تصور یادگیری یک زبان پیچیده برنامه نویسی، نگران می شوند. پایتون این ترس را از بین می برد و به مهندسان این امکان را می دهد که همه پروژه خود را در یک محیط یکپارچه و واحد انجام دهند.

یک سال سرنوشت ساز!

سال 2019 در کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک سال تعیین کننده ای بود. در این سال در رتبه بندی ماهانه زبان های برنامه نویسی رقبا را کنار زده و به عنوان محبوب ترین نرم افزار برنامه نویسی در بین برنامه نویسان شناخته شد. متخصصان پیش بینی می کنند که با این روند پیشرفت و محبوبیت، هیچ بعید نیست که در سال های آینده از زبان های قدرتمندی مانند سی و جاوا هم جلو بزند. محبوبیت تمام عیار در چند قدمی پایتون است. همین پیشامد باعث شده که در صنعت، خیلی از کارفرمایان، در فهرست مهارت های درخواستی خود، پلیتون را هم جا دهند.

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک و زبان ساده و قدرتمند آن!

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک به خاطر زبان قدرتمند و در عین حال ساده آن است. یادگیری این زبان ساده است. این سادگی و قدرت به سینتکس پایتون مربوط می شود. سینتکس (Syntax) اصولا به مجموعه ای از قواعد نوشتاری اطلاق می شود که نوشتن به یک زبان معین را ممکن می کنند. Syntax، دستور زبان نوشتن است و بر درست نویسی نظارت می کند. در زبان پایتون، Syntax به شما می گوید که چگونه باید بنویسید تا مفسر پایتون، آن را بپذیرد. هر نوشته ای که توسط مفسر خوانده نشود به عنوان خطا، گزارش می شود. پایتون این توانایی را دارد که با شیوه های برنامه نویسی رویه ای، شیء گرا و دستوری ادغام شود.

شبیه سازی در پایتون!

شبیه سازی، کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک را محبوب کرده است. پایتون یک زبان سطح بالا است. این ویژگی به آن امکان می دهد که شمار بزرگی از داده ها را برای مهندسان شبیه سازی نماید. از آنجا که زمان برای مهندسان و به طور کلی صنعت، طلا است؛ پایتون خیلی از کارهای ملال آور، زمان بر و تکراری برنامه نویسی را به شکلی خودکار انجام می دهد. تنها چند ثانیه وقت می برد! همین روند ساده ساز و خودکار در زمینه های مهمی مانند ترمودینامیک، تحلیل عددی و دینامیک سیالات خود را به شایستگی نشان می دهد. همچنین با این نرم افزار شما از شر کامپایل کردن رها می شوید. در واقع اسکریپت های خودکار پایتون نیازی به کامپایل کردن ندارند. این ویژگی در اجرای برنامه هایی مانند CAD خیلی راهگشاست.

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک: تجزیه و تحلیل!

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک به قدرت آن در تحلیل اجزای محدود یا روش المان محدود مربوط می شود. این یکی از متداول ترین روش ها در حل مسئله های مهندسی و مدل های ریاضی است. مشهورترین این مسئله ها عبارتند از انتقال گرما، تحلیل سازه ها، دینامیک شاره ها، انتقال گرما، پتانسیل الکترومغناطیسی و انتقال جرم. در واقع پایتون در بستر پکیجی به نام آباکوس اف ای ای (ABAQUS FEA) به تحلیل اجزای مختلف مکانیکی می پردازد. این زبان با کمک اسکریپت ها و حلقه های تکرار روند حل این مسائل را ساده می سازد.

توابع و سرعت کار مهندسان مکانیک!

توابع در کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک به سرعت کار مهندسان می افزایند. در زمینه مهمی مانند تحلیل عددی، دو بسته کاربردی مهمی مثل NumPy و SciPy زمینه استفاده از تابع های داخلی را برای حل مسائلی که در چارچوب تجزیه و تحلیل عددی هستند را فراهم می کنند. این کار، با توجه به سرعت یادگیری زبان پایتون و ساختار دستوری ساده آن، بازدهی و سرعت عمل مهندسان را چند برابر می کند. ابزار Pyro نیز کار مهندسان را سرعت می بخشد. وقتی پای ویژگی های ترمودینامیکی مواد در میان باشد، این ابزار به راحتی خواصی مانند آنتالپی، آنتروپی، چگالی، وزن مولکولی، انرژی داخلی، حجم خاص، حرارات خاص و گرمای خاص را برای شما محاسبه می کند. پایتون با این روند می رود که به یک معجزه مهندسی تبدیل شود!

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک: مکانیک سیالات و حل مسائل مهندسی!

مکانیک سیالات حوزه دیگری از کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک است. دینامیک سیالات محاسباتی یک شاخه از مکانیک سیالات است که از روش هایی مانند تحلیل عدد و داده برای محاسبه جریان سیالات استفاده می کند. پایتون با کمک کتابخانه های غنی و توابع در دسترس خود، محاسبات را به سرعت انجام می دهد. شبیه سازی جریان آزاد مایع و بر هم کنش مایعات و گازها، عملکرد دیگری است که توسط این نرم افزار پر قدرت، عملی می شود. PyCFD ابزاری است که در این زمینه کمک زیادی به مهندسان برنامه نویس می کند.

پایتون، زبانِ آینده!

کاربرد پایتون در مهندسی مکانیک: انجام پروژه پایتون، درست مانند یک معادله ریاضی در مهندسی است. این دو با هم مساوی هستند! هیچ مسئله ای در مهندسی پایتون نیست که انجام نشود. همه مسائل مهندسی مثل معادلات ناویر استوکس، معادلات دیفرانسیل، سطوح تعریف شده به وسیله شرایط مرزی با کمک این زبان، با سرعت و به راحتی حل می شوند. فراموش نکنید که این زبان چنان منعطف و قدرتمند است که زیر ساخت فریمورک‌های یادگیری ماشین (ML) قرار گرفته است.