R08 結構組碩三 詹也影 Ye-Ying Jan
團隊成員: 蔡克銓教授、林瑞良博士、莊明介博士、我
隊名: Love 512
去年受指導老師蔡克銓教授的邀請，參加日本E-defense結構預測競賽，花了快整個碩二上學期在研究模型。今年七月終於公布結果，耶！是結構預測第一名！看到結果的當下真的很驚喜，畢竟參賽隊伍來自世界各地的研究團隊、業界還有學生，在交出模型後到比賽公布前，都還覺得這次參加競賽就當增加自己結構建模的經驗就好，得獎什麼的一切隨緣，沒想到最後拿第一，太開心了！
# 關於比賽
這個比賽是由日本防災科研(NIED)贊助，主要來自京都大學防災研究所(DPRI)的教授們2020年在E-Defense做的實尺寸結構測試。結構試體包含一棟四層樓抗彎結構和一棟三層樓的隔震結構，兩棟結構裡都放置了各式醫療設備。這次的實驗除了想測試兩種結構系統在不同地震下的反應，也同時測試內部非結構物(醫療設備、燈具、管線)在不同結構中的反應。在測試試體前，主辦方提供參賽者結構物資料與地震歷時，去預測試體受震的結構反應。在2007,2009,2011年也曾舉辦過預測競賽，國震中心的團隊有參加，也取得很好的成績。而這次，困難的點是有兩種不同的結構同時在震動台上實驗。建模時需要對兩種結構物都熟悉，也需要同時模擬，看在搖晃時會不會發生碰撞。
# 準備過程
去年2020年8月知道要參加比賽，當時我還天真以為幾個禮拜就可以解決這件事，結果打開參賽檔案一看，立馬驚慌失措，各種複雜的結構圖出現在眼前，兩棟結構的資料，包括平面圖立面圖、樑柱版尺寸、鋼材與混凝土的試驗結果、特殊的韌性柱底試驗結果、特殊樑柱接頭試驗結果、雙凹摩擦單擺隔震單元的製作廠商手冊、各種醫療器材的擺放位置、內部裝潢圖、地震歷時、量測儀器架設圖……等等。還有些資料英日文夾雜或實際擺放位置不清楚，真的讓人頭痛，但頭痛完後也該來研究如何建模了。
# 建模
最初，想用實驗室裡熟悉的非線性動力歷時分析軟體PISA3D來建模，但馬上發現PISA3D裡缺少可以模擬隔震單元的元素，所以只好看向OpenSees。原本在看完OpenSees裡的隔震單元是如何實作之後，想手刻一個隔震元素在PISA3D裡，再用PISA3D模擬，但後來想想如果刻完隔震元素，但最後出問題，在模擬時候回去找code出了什麼問題，風險實在太高、時間也不夠，於是就放棄這個選項，直接用OpenSees模擬兩棟結構。
對當時我來說OpenSees是完全沒碰過的東西，所以使用前還上網找如何把OpenSees的原始碼編譯來用，如何寫tcl檔建模。接著研究該用哪種材料、桿件、元素來模擬比賽結構。因為比賽的結構使用了很多特殊設計，例如韌性柱底、外擴型樑柱接頭、雙凹摩擦單擺隔震單元，因此花了許多時間研究最適合的材料與元素來模擬。三個月的比賽時間內，要熟悉軟體、研讀兩棟結構物資料，建立模型、驗證結果，到最後取得比賽繳交的資料。回頭來看，在這麼短的時間完成這些事還真是不可思議。
# 插曲
最後在繳交資料時還發生了一件事，就是全部團隊成員在看完比賽資料後，都不清楚繳交清單寫的mean value history是在講什麼，好險問了張家銘老師後，才知道可能是主辦單位那在量測數據時，用來消除量測儀器雜訊的方法，跟我們模擬得出的結果比較沒關係，這才敢安心填上模擬結果寄給主辦單位。
# 傳承&感謝
準備期間幸虧有游宜哲學長、翁元滔博士和其他學長們以前參賽留下來的資料和論文，多虧有這些資料，讓我在建立模型時能很快地知道該如何建、用哪些材料可以更準確，也讓我了解資料傳承的重要。
整個比賽過程真的很感謝蔡克銓教授、莊明介學長與林瑞良學長，從最初覺得要完成比賽是件不可能的事，到中間儘管我試了很多方法都行不通的時候，鼓勵我做其他嘗試，也給了我很多建議跟努力的方向，到最後一同獲得獎項，一路上大家真的十分辛苦。也謝謝蔡克銓教授給我這次機會，讓我在挑戰中成長。
# 關於隊名
隊名其實是最後看到繳交資料，才知道要取的，那時還忙著檢查模擬結果沒時間想，而且想說最後應該不會得獎沒人看到，就隨便取一個Love512。結果最後公布比賽結果得第一被寫在最上面，有點好笑XD。(512是我們在土研的研究室，歡迎大家加入！)
# 連結
今年八月時，剛好Auckland大學Mr. Pavan Chigullapally 舉辦Opensees Support Group Meeting，邀請蔡老師演講，老師叫我上去報這次比賽的建模分析和結果，下面是連結，有興趣聽的可以聽聽看!
https://www.youtube.com/watch?v=mR5vNmrXylY
比賽官網: https://sites.google.com/view/2020bpc/home
(報完Opensees Support Group Meeting後兩天在San Francisco玩，照片攝於Half Moon Bay，那邊沙灘真的很漂亮。P.S. 作者現在在 Texas A&M University 當交換學生)