تحقیق درباره فرکتال 19 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 20

فهرست

مقدمه

تاریخچه فراکتال

فرکتال چیست؟

خواص فرکتال ها

فراکتال های موجود در طبیعت

مفاهیم کلی فراکتال ها

هندسه فرکتال

خاصیت خود متشابهی

پیچیدگی در مقیاس خرد

عدم بعدصحیح

تعادل

فرم فرکتال

سیستم ساختاری تکرار

فرکتال های طبیعی

فرم های مندل برت

فرکتال و هنر

فرکتال محیط های انسان ساخت   

کاربرد هندسه فرکتالی در شهرسازی

حجم فرکتال ( فرکتال در معماری)

سازه های فراکتال

مکعب آبیCube Water

طراحی سقف ایستگاه مترو دانشجو

مقدمه

از دو دهه اخیر رابطه ضد و نقیض و بغرنجی میان معماری و علومی که اصطلاحاً آنها را پیچیدگی می نامند ایجاد شده است. از آنجایی که این نوع رابطه طی این مدت دچار تغییر و تحولاتی شده است، نقطه اشتراک این دو علم به صورت هندسه فراکتال ارایه شده است. لفظ فراکتال در واقع نوعی هندسه غیراقلیدسی است که از برخی اشکال طبیعی، که در طبیعت هم بی نظیر نیستند، الهام گرفته شده است. در واقع هندسه فرکتال ایجاد اشکالی است که فرم و شکل یکسانی داشته ولی از نظر اندازه متفاوت باشند. به طور مثال می توان به فرم فلس های ماهی اشاره کرد که شبیه هم بوده ولی اندازه آنها در میان تنه بزرگ تر و در محل هایی که نزدیک سر و دم ماهی است کوچکتر هستند. در این مقاله سعی شده تا قبل از بحث در مورد هندسه و معماری فراکتال، به نمونه هایی از معماری گذشته اشاره شود که در آنها نمودی از هندسه فرکتال وجود داشته است. البته معماران این بناها قصد ایجاد این هندسه را نداشته اند، ولی نمودی از هندسه فرکتال در کارهای آنان دیده می شود. در گذشته های دور نیز این هندسه در معماری گوتیک، باروک و معابد هندوها دیده شده است.

تاریخچه فراکتال

هندسه فرکتالی یا هندسه فرکتال ها پدیده ایست که چندی پیش پا به دنیای ریاضیات گذاشت. واژه فرکتال در سال ۱۹۷۵ برای اولین بار توسط ریاضیدان لهستانی به نام بنوئیت مندل برات وارد دنیای ریاضیات شد .مندل برات طی نظریه ای که برای مسائل جهان هستی ارائه کرد، عنوان نمود که جهان هستی بعدی مابین 23/1-34/11 دارد و تمامی پدیده های طبیعی به نوعی فرکتالهایی می باشند در جهان هستی که برای ما ناشناخته اند. مندل برات واژه فراکتال (fractal) را از واژه لاتین فراکتوس fractus)   یا fractum) - به معنی سنگی که به شکل نامنظم شکسته و خرد شده باشد - انتخاب کرد  تا بر ماهیت قطعه قطعه شونده که یکی از مشخصه های اصلی این فرم است ، تاکید داشته باشد. فرهنگستان زبان هم واژه برخال را برای فراکتال و همچنین واژه برخالی را برای فراکتالی تصویب کرده  است. مندل برات وقتی که بر روی تحقیقی پیرامون طول سواحل انگلیس مطالعه می نمود به این نتیجه رسید که هر گاه با مقیاس بزرگ این طول اندازه گرفته شود بیشتر از زمانی است که مقیاس کوچکتر باشد. برخی معتقدند که نظریه فراکتال به نظریه ای وابسته است به نام نظریه پیچیدگی که در اواخر قرن بیستم از سوی برخی فلاسفه و ریاضیدانان مطرح شد که در آن شروع پیدایش کیهان به یک نقطه مادی و سپس دوازده جهش در کیوان نسبت داده می شود که طی این جهش ها جهان از نقطه مادی اولیه به وجود آمده است. این تئوری به نام تئوری پیچیدگی و تئوری مهبانگ و هم چنین تئوری اغتشاش مشهور شده است.

کمتر از 12 ماه پس از انتشار ترجمه انگلیسی مقاله مندل بو، پیتر آیزنمن، معمار مشهور آمریکایی خانه شماره a11 خود را به نمایش گذاشت. چند هفته بعد یعنی در ژوئیه 1978 این بنا مرکزی برای سمیناری در همین زمینه شد. آزینمن در این بنا سعی داشت تا مفاهیم ناپایداری و بینابینی را مطرح کند، که خود در معماری قبل از فرکتال که به معماری ساختارشکن شهرت یافت عنوان کرده بود.

برای رسیدن به این مفاهیم وی فرم را برای ساختمان در نظر گرفته بود که آن را نمادی از ناپایداری و با حالت بینابین فرض کرد چرا که این فرم نه مثلث است نه مربع. آیزنمن فرم ناپایدار را در حجم ساختمان نیز ایجاد کرد تا دو شکل در کنار هم با مقیاس های متفاوت نمودی از هندسه فرکتال باشد. برای درک بیشتر معماری فرکتال نخست باید به تئوری های معماری که قبل از آن از سوی فلاسفه ای چون ژاک دریدا مطرح شد و توسط برخی معماران من جمله پیتر آیزنمن و فرانک گری دنبال شد بپردازیم. می توان گفت که ورود فلسفه به معماری از اوایل دهه هشتاد میلادی آغاز شد و نمود آن در معماری نشان دادن تناقض ها و زشتی ها و اشکال ناخوشایند و نیز ایجاد قرائتهای مختلف از هنر و به ویژه معماری بود. در این معماری مفاهیم ناپایداری و عدم قطعیت مطرح شد که در تقابل با پایداری و قطعیت عصر مدرن بود.

پس از این معماری، معماری دیگری از سوی همین معماران مطرح شد که در آن سیال بودن و بی شکل بودن فضایی مد نظر بود. این معماری به معماری لایه ای مشهور شد که هدف از آن خلق فضا ها و احجامی بود که توانایی سازگاری با محیط و تغییر شکل را داشتند. فرم آنها از فرم اشکال ناپایدار چون ژلاتین الهام گرفته شد که با هر نوع قالبی قابل انطباق باشد. و در نتیجه مفاهیمی چون فرمهای ضعیف مطرح شد. فرم ساختمان در این معماری بیشتر سیال و قوسی و یا موجی شکل بود و به هیچ وجه طرح شکسته و خشن در آنها دیده نمی شود. این فرم به دلیل از بین رفتن سلسله مراتب، پایداری و قطعیت در فلسفه به وجود آمد و هدف آن ایجاد فضاها و احجام نرم و انعطاف پذیر هم ارزش سیال بود.

معماری بعدی نیز توسط معماران قبلی معرفی شد. به دلیل تاثیر علم و فلسفه روز بر معماری، معماران این سبک ها خود عامل تغییر سبک و سیاق معماری بودند و در نتیجه در اواخر سال 1955 میلادی معماری دیگری از شوی آیزنمن مطرح شد که به معماری پرش کیهانی مشهور گشت که این معماری ناشی از نظریه فیلسوف و معمار انگلیسی چارلز جنکس در کتاب مشهور خود با عنوان معماری پرش کیهانی بود.

در این کتاب جنکس، پیدایش جهان را بر طبق نظریات جدید فیزیکدانان ناشی از تئوری مهبانگ معرفی می کند و اظهار می دارد که رشد جهان از نقطه مادی اولیه به صورت غیرخطی بوده و ناشی از 12 پرش یا جهش بوده که در طی 15 میلیارد سال اتفاق افتاده است. وی مطرح می کند که جهان قابلیت خودسازماندهی دارد و می تواند جریانات و حوادث خود را سازماندهی کند. همچنین وی اظهار می دارد: به دلیل وجود جهش در رشد جهان، پیشامدهای جهان قابل پیش بینی نبوده بلکه تصادفی و اتفاقی است و پس از هر جهش شکل و اندازه جهان به هیچ وجه مشابه حالت قبلی نبوده بلکه تصادفی و اتفاقی است. برای اثبات این مدعا، وی دگردیسی پروانه را مثال می زند که حالت کرم با حالت پروانه کوچکترین شباهتی نداشته و پیش از خروج پروانه از پیله نمی توان شکل آنرا حدس زد. شاخه ای از این معماری به معماری فرکتال شهرت یافت که در این معماری نیز همان طور که ذکر شد از اشکل طبیعی چون ابر، شاخه درخت و فلسهای ماهی الهام گرفته شد و اشکال سیال با فرمهای مشابه و اندازه های متفاوت (ملهم از فلس ماهی و ابر) و نیز اشکال شکسته الهام گرفته شده از سنگ خرد شده و شاخه درختان به وجود آمد.

معمار دیگری که به معماری فرکتال پرداخت، فرانک گری بود که بهترین نمونه کار وی در زمینه معماری فرکتال موزه جدید گوگنهایم در شهر بیلبائو اسپانیاست. حجم این موزه تماماً از اشکال و سطوح مواج ساخته شده که به صورت لایه هایی بر روی هم قرار گرفته اند و جنس نما از ورق