より安全な構造のためのシミュレーションの洞察

ニューヨークにあるソーントン・トマセッティの応用科学部門のプロジェクト エンジニアであるキジルデミール氏は、シミュレーションを使用して、衝撃や爆発などの極端な現象が発生したときに建物がどのように壊れるかを研究しています。シミュレーション結果は、設計者が緩和戦略を開発するのに役立ちます。

「シミュレーションは、現実に起こる前に何が起こり得るかを理解し、より適切に計画を立てるのに役立ちます。」と彼女は言います。

彼女は、自分の仕事に創造性と現実世界の問題の解決が組み合わされていることが気に入っており、次のように言います。「あなたは人々を助けるために何かを作っています。私がよく答える質問は、『これをより良くするか、もっと簡単にできるか?』ということです。」

彼女の功績が評価され、非営利団体「Professional Women in Construction」は、2025 年の 40 歳未満の女性 20 人に彼女を選出しました。

Kizildemir は、若いエンジニアの指導と IEEE のボランティア活動に熱心に取り組んでいます。彼女は、「自分の数年間にできるだけ多くの影響を詰め込む」ことを自分の使命としていると語ります。

トゥルキエの聡明な学生

彼女はイスタンブールで、プロのドラマーである父親と、雑誌の広告や販売の仕事をしていた母親の間に生まれました。キジルデミールと兄は、両親がこの分野に携わっていなかったにもかかわらず、エンジニアリングのキャリアを追求しました。彼女は土木工学と機械工学の専門家になりましたが、彼女の兄は産業エンジニアです。

子供の頃、彼女は好奇心旺盛で、物がどのように構築され、どのように機能するかを理解することに興味を持っていたと彼女は言います。彼女はレゴで物を作るのが大好きで、レゴを使ってアリのミニチュアの家を作ったのが最初の思い出の一つだと彼女は言います。

入学試験に合格した後、彼女は STEM に重点を置いた高校への入学を勝ち取り、そこで数学と物理学を学びました。

「エンジニアリングは、世界に永続的な影響を与えることができる数少ない職業の 1 つであり、私は自分の仕事を有意義なものにしていくつもりです。」

高校の最終学年に、彼女は全国規模の YKS (高等教育財団試験) を受けました。このテストにより、学生がどの大学やプログラム (医学、工学、法学など) に進学できるかが決定されます。

彼女は全額奨学金を受けてシレのイシク大学に通いました。いつか海外でエンジニアリングを学ぶことを考えていた彼女は、英語で教えられるプログラムを選択しました。彼女は、土木工学が地域社会と世界に最大の影響を与えるのに最も適していると感じたと言います。

彼女の教授の何人かはペンシルバニア州ベツレヘムにあるリーハイ大学の卒業生であり、同大学を高く評価していました。 2016 年に土木工学の学士号を取得した後、彼女はリーハイに通うことを決め、そこで土木工学の修士課程への全額奨学金を獲得しました。

海外に移住してレールを動かす

彼女の修士論文は、鉄道の安全を脅かす亀裂伝播の根本原因の調査に焦点を当てていました。

ホイールとレールに繰り返し荷重がかかると微小亀裂が発生し、金属疲労が発生します。また、スチール レールの製造時の特殊な加熱および冷却処理により残留応力が生じます。レールの表面の下に亀裂が生じる可能性があります。キジルデミール氏によると、このような骨折は肉眼では見えないため、発見するのが難しいという。

このプロジェクトは、技術基準を調整し緩和戦略を採用しようとしている運輸省の一部である米国連邦鉄道局と協力して行われました。

Kizildemir と 5 人の同僚は、亀裂を早期に検出し、亀裂の拡大を防ぐためのテスト プロトコルと物理ベースのシミュレーションを設計および実装しました。彼らの研究により、鉄道局は構造上の欠陥に関する洞察を得ることができ、鉄道建設ガイドラインや検査手順の改訂に利用されています。政府は2024年に研究の第1段階を発表した。

2018 年に卒業した後、キジルデミルさんはソーントン・トマセッティで土木技師として夏のインターンシップを始めました。彼女は、Abaqus ソフトウェアを使用して、繰り返し塑性変形を受けるレール (過剰な応力がかかると永久に形状が変化する材料) の計算モデリングを実施し、改善のための推奨事項を会社の経営陣に提示しました。

インターンシップ中、彼女は材料挙動や機械工学など、さまざまな分野の教授と協力しました。この経験が博士号取得を目指すきっかけになったと彼女は言う。リーハイ大学で機械工学の博士号を取得し、鉄道局で研究を続けています。彼女は 2023 年に学位を取得しました。

彼女は、ソーントン・トマセッティの仕事とチームがとても気に入ったので、同社での勤務に応募し、現在プロジェクト エンジニアを務めていると語ります。

シミュレーションから現実世界のアプリケーションまで

彼女の仕事は、重要なインフラストラクチャと極端な現象のための有限要素モデルの開発に焦点を当てています。

有限モデリングは、複雑なシステムやトピックを相互に接続された小さな要素に分割し、現実世界の状況を数値的にシミュレートします。彼女は、車両が建物に衝突するなど、現実的な大惨事に耐える構造物の計算モデルを作成します。

彼女は、シミュレーションを使用して、9/11 のような攻撃に建物がどのように反応するかを理解します。これは、そのような研究がなぜ不可欠であるかを示す例としてよく使用されると彼女は言います。

プロジェクトを開始する際、彼女とチームは建築基準を検討し、その基準でまだカバーされていない新しい問題を特定しようとします。次にチームは、通常、地震、風、洪水などの十分に理解されている危険のために開発された既存のコードと標準を適応させて、シミュレーション パラメーターを定義します。

たとえば、新しい構造物を建設する場合、トラックの衝突に耐えられるように設計されていません。しかし、キジルデミールさんと彼女のチームは、それが起こった場合に建物がどのように反応するかを知りたいと考えています。環境や状況をシミュレーションし、その結果に基づいて構造的破損のリスクを軽減または排除するための推奨事項を作成します。

軽減策の提案には、プロジェクトの設計および建設中に実装される具体的な戦略が含まれます。

Kizildemir 氏は、シミュレーションはあらゆるインフラストラクチャに対して作成できると述べています。

「私は、違った考え方を強いられるような問題が大好きです」と彼女は言います。 「これからも成長していきたい。」

彼女は、ソーントン・トマセッティの内なるモットー「他人がノーと言ったとき、私たちは『こうだ』と言う」に従って生きていくつもりだという。

IEEE に参加してさらに深く関与する

Kizildemir さんが IEEE について初めて聞いたとき、それは電気技術者のみのためのものだと思いました。しかし、組織がいかに多様性に富み、包括的であるかを知った後、彼女は 2024 年に入会しました。それ以来、彼女は上級メンバーに昇格し、ボランティアになっています。彼女は IEEE Technology and Engineering Management Society に参加しました。

彼女は、サウスカロライナ州コロンビアで開催された 2024 年ジョイント レール カンファレンスで、カンファレンス トラックと IEEE 主催のセッションの議長を務めました。彼女は、IEEE の Collabratec プラットフォームに積極的に貢献し、上級会員の昇格申請のパネル レビュー ミーティングに参加しました。

彼女は ASME のメンバーでもあり、2023 年からボランティア活動を行っています。

「コミュニティのおかげで私は今日の地位に到達することができました。私はその恩恵に応えて、この分野をより良くしていきたいと思っています」と彼女は言います。 「他人を助けることで自分自身が向上する。」

先を見据えて恩返しする

Kizildemir は Thornton Thomasetti で若手エンジニアを指導しており、IEEE の指導プログラムを通じて自分の範囲を拡大しようとしています。

「エンジニアリングには性別の要件はありません」と彼女は女子たちに言います。 「好奇心があり、物事がどのように機能するかを理解するのが好きで、難しい問題を解決することに興奮しているのであれば、エンジニアリングが最適です。

「土木技術者は橋を建設するだけではありません」と彼女は付け加えました。 「探求すべきニッチな分野は無数にあります。エンジニアリングは、世界に永続的な影響を与えることができる数少ないキャリアの 1 つであり、私は自分のキャリアを有意義なものにしていくつもりです。」

Kizildemir 氏は、すべてのエンジニアがコミュニティを改善できるようにしたいと語ります。工学部を卒業したばかりの学生に対する彼女の主なアドバイスは、「好奇心、規律、そして物事を深く理解し、どうすればより良くできるかを考える意欲」が成功の鍵であるということです。