灾难模拟技术让建筑结构更安全

用仿真技术预防建筑坍塌

当两架飞机于2001年9月11日撞击纽约世界贸易中心时，无人能预测双子塔的结构反应。商用喷气客机切断立柱并引发火灾，削弱钢梁，导致渐进式坍塌。摩天大楼的设计与建造从未考虑过此类灾难性结构失效。IEEE高级会员Sena Kizildemir正通过灾难模拟技术改变这一现状，一次模拟一个场景。

作为某机构应用科学部门的项目工程师，Kizildemir运用仿真技术研究建筑在冲击、爆炸等极端事件下的失效模式。仿真结果可帮助设计师制定减灾策略。她表示：“仿真帮助我们理解现实发生前可能出现的情况，以便更好地规划应对。”

从土耳其到美国的求学之路

Kizildemir在伊斯坦布尔出生，通过全国高考获得全额奖学金进入某大学学习全英文授课的土木工程专业。多位教授是某机构的校友，在其推荐下，她于2016年毕业后赴该机构攻读土木工程硕士，并获得全额奖学金。

铁路安全研究

硕士论文聚焦裂纹扩展的根本原因研究，这对铁路安全至关重要。反复的车轮-轨道载荷导致微裂纹和金属疲劳，而钢轨制造过程中的特殊热处理会产生残余应力。裂纹可能在钢轨表面下发展，肉眼难以察觉。

Kizildemir与五位同事设计并实施了测试协议和基于物理的仿真，以更早发现裂纹并阻止其扩散。研究为美国联邦铁路管理局提供了结构缺陷方面的见解，用于修订钢轨建造指南和检测协议。该机构于2024年发布了第一阶段研究报告。

从仿真到实际应用

2018年硕士毕业后，Kizildemir在某机构开始暑期实习，运用Abaqus软件对承受反复塑性变形的钢轨进行计算建模，并向管理层提出改进建议。

实习期间，她与材料行为、机械工程等不同领域的教授合作。这段经历激励她在某机构攻读机械工程博士学位，继续与铁路管理局合作研究，于2023年获得博士学位。

如今作为项目工程师，她的工作重点是为关键基础设施和极端事件开发有限元模型。有限元建模将复杂系统分解为相互连接的小单元，以数值模拟现实情况。她创建计算模型，模拟结构承受车辆撞击建筑物等真实灾难性事件。

当新建筑在建时，通常不会考虑抵抗卡车撞击的设计。但Kizildemir和团队想知道若发生此类情况建筑会如何反应。他们模拟环境和情景，根据结果提出建议，以减少或消除结构失效风险。减灾建议包括在项目设计和施工阶段实施的具体策略。

IEEE志愿服务与导师工作

Kizildemir于2024年加入IEEE，后被提升为高级会员并成为志愿者。她加入了IEEE技术工程管理协会，在2024年联合铁路会议上担任会议轨道和IEEE赞助会议的主席。她积极为IEEE Collabratec平台做出贡献，并参与高级会员申请的专家评审会议。

她在某机构指导初级工程师，并计划通过IEEE的导师项目扩大指导范围。她向年轻女孩表示：“工程学没有性别要求。如果你充满好奇心，喜欢了解事物运作原理，对解决难题感到兴奋，工程学就适合你。”

Kizildemir给应届工程毕业生的主要建议是："好奇心、纪律性和深入理解事物的意愿，发现如何做得更好，是成功的关键。"FINISHED
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