科研求生手册

鼓励大家能够积极记录和分享在科研过程中发现的优质资源和工具,共同推动我们在科研道路上的进步与成长。 为了保持本手册的简洁和便于查询,在添加内容时,不需要给出详细的教程,而是给出对应的资源链接,如果是已有的教程和资料,可以上传到课题组的坚果云网盘中,并在本手册给出对应的介绍和链接即可。 Opensee

鼓励大家能够积极记录和分享在科研过程中发现的优质资源和工具,共同推动我们在科研道路上的进步与成长。

为了保持本手册的简洁和便于查询,在添加内容时,不需要给出详细的教程,而是给出对应的资源链接,如果是已有的教程和资料,可以上传到课题组的坚果云网盘中,并在本手册给出对应的介绍和链接即可。

Opensees教程

Opensees(TCL版本):

主页:https://opensees.berkeley.edu/index.php

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下载和安装

Opensees的最新版本为V3.7.0(2024年9月),下载地址为:

https://opensees.berkeley.edu/OpenSees/user/download.php

帮助文档

主要有两个网址:OpenSeeswiki和OpenSees Documentation

  • OpenSeeswikihttps://opensees.ist.berkeley.edu/wiki/index.php?title=Main_Page

  • OpenSees Documentationhttps://opensees.github.io/OpenSeesDocumentation/index.html

  • Command Manual

https://opensees.ist.berkeley.edu/wiki/index.php?title=Command\_Manual

论坛和其他有用的网站

  • Portwood Digital,LLC由美国太平洋西北部的Michael H.Scott博士运营。自1999年以来,一直参与OpenSees,并且仍然是源代码的核心开发人员和维护人员之一。

https://portwooddigital.com/

  • OpenSees Community是OpenSees的官方论坛(出现代码的问题,可以在此寻找答案)

https://opensees.berkeley.edu/community/index.php?sid=33b6a43ffb01f5f6406ba46a1bfc5b5f

  • Facebook上的Opensees小组(可申请加入)是一个非常活跃的讨论区,你可以在上面留言自己遇到的问题,会有人帮你解答,Silvia Mazzoni和Michael H.Scott(两位都是OpenSees开发人员和维护人员)也经常活跃在小组中。

  • Viewpoint Projections and Specifications

https://www.cs.uic.edu/~jbell/CourseNotes/ComputerGraphics/Projections\_Viewpoints.html

  • 陈学伟的博客

http://www.dinochen.com/

  • 崔济东的博客

http://www.jdcui.com/?page\_id=1238

周连绪师兄的教程

周连绪师兄曾经做过一次OpenSees培训,相关的PPT和资料放在坚果云中(https://www.jianguoyun.com/p/DSj7pI8Q7Pi1ChiZ99QEIAA),主要内容包含:

  • 001 培训PPT

  • 002 Tcl/Tk语言教程(三本)

  • 003 OpenSees命令手册(注:手册的内容和OpenSeeswiki,OpenSees Documentation上是一样的,甚至没有更新,所以查询命令直接去OpenSeeswiki和OpenSees Documentation网站)

  • 004 介绍一些OpenSees资料链接

  • 005 OpenSees示例。

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Openseespy(Pyhon版本):

Openseespy官方百科

https://openseespydoc.readthedocs.io/en/latest/

官方百科对使用OpenSeesPy过程中可能遇到的所有问题进行了详细的指导,包括安装、建模命令、分析命令、输出命令以及一些算例,在掌握python语言的基础上可以使用OpenSeesPy进行建模计算,可结合多种库进行多样化结果输出。

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Openseespy源代码

https://github.com/zhuminjie/OpenSeesPy

Openseespy论坛

https://opensees.berkeley.edu/community/viewforum.php?f=12

如果碰到解决不掉的问题论坛里面或许有答案

Openseespy视频教程

全英教程,较为详细,强烈推荐https://www.bilibili.com/video/BV1Ty4y1m7D6/?spm\_id\_from=333.337.search-card.all.click&vd\_source=bdcec305f4e4249c33909dbcc259a244

利用Openseespy进行多进程参数分析(无需Linux环境也可)

注意事项:

1.仅适用于参数分析(即同一个模型改变少许参数计算多次,一个大模型多核并行计算请参考本节并行计算部分)

2.需采用多进程(请注意不是多线程或者协程)的方式以保证不会污染变量空间,如果采用多线程会导致只有第一个建立的模型正常

利用Openseespy进行并行计算(仅限Linux版本)

运行环境推荐WSL(Windows Subsystem for Linux),教程很全,自行安装

注意mpi环境的安装推荐采用以下命令进行安装(无需自己下载配置,切记不要安装intel的openmpi)

入门请看一个2线程并行计算Truss的简单示例(来自opensees官网),运行脚本点此下载

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相对复杂一点的场地分析并行计算程序参考github上的项目EZSite_with_Openseespy

文献管理软件Zotero

Zotero简介

Zotero是一个开源的文献管理工具,可以方便的收集,组织,引用,和共享文献的工具。

支持多平台: Mac, Windows, Linux, and iOS

版本:目前最新的稳定版本是zotero7,坚果云里有上一个稳定版本zotero6的安装和配置教程,两个版本的区别是部分插件的适配问题和一些内置功能,请先参考该教程,主体框架区别不大。

Zotero安装,插件介绍,资源链接等见下方的教程;

Zotero安装及使用简明教程.pdf

常用的插件介绍及配置中需注意的点

一个合格的Zotero需要各种插件的调教!

目前,插件的管理推荐采用插件市场(点我下载

安装后以" "图标显示在右上角,可以管理版本,安装状态等

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常用的Zotero插件简介

  1. Jasminum(茉莉花插件):基本必装的一个插件,能够识别中文元数据,帮你从知网解析文献并直接下载pdf,免受caj的折磨。

  2. Translate for Zotero:显然这是一个翻译插件,翻译服务可以选择gpt并自行获得api,也可以配置本地小语言模型服务ollama.

  3. Green Frog(绿青蛙):快捷获取对应期刊详细信息如影响因子和分类,强烈推荐

文献检索和技巧

科学上网技巧

浏览器插件(ghelper,其他)

如何安装 | Ghelper - 帮助中心

浏览器插件,谷歌、Edge浏览器均可使用,需付费。

PC,mac,ios端等可用客户端(clash,小火箭,其他)

使用客户端需要现选择一个合适的机场进行付费订阅或试用,往往这些机场的门户网站大都开设在境外,境内需经常更换ip,寻找新机场和各端的配置教程可以看看这个项目

google scholar:检索技巧和订阅功能

https://scholar.google.com/

检索技巧

逻辑符号AND和OR,分别是并和或的意思。如下图可以搜索摩擦摆支座振动台试验的文献。

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  • 举例:检索期刊“journal of bridge engineering”,“Soil Dynamics and Earthquake Engineering”,“Earthquake Engineering & Structural Dynamics”中题目包含“abutment”但不包含“integral”的文章

(intitle:“abutment” -integral) (source:“journal of bridge engineering” OR source:“Soil Dynamics and Earthquake Engineering” OR source:“Earthquake Engineering & Structural Dynamics”)

注意:(a)“AND”,“OR”,“NOT” 需要大写,(b)intitle后面接对应的关键词,之间不能有空格,source同理;(c)排除关键词用“-”符号,与关键词之间也不能有空格。

额外说明:可以利用LLM辅助进行检索式的检查和编写,相关信息见5.5节LLM的使用

  • Google Scholar 谷歌学术文献检索技巧总结

https://zhuanlan.zhihu.com/p/24369927

高级搜索:可以按作者、期刊、年份、关键字等搜索。

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订阅功能:

填写一个检索式,并设置订阅功能,每当有相关新论文出现在网上,将以邮件的形式发送给你,能够及时了解自己研究领域最新的文献**(墙裂推荐)**

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同济大学图书馆:检索技巧

同济大学图书馆 (tongji.edu.cn)

有各种中英文数据库

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知网:高级检索

中国知网 (cnki.net)

高级检索:可以按照主题、作者、作者单位等检索

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Sci-hub

Sci-Hub: 将知识带给每个人及其官方镜像站

额外说明:scihub由于受到多方管制,服务器地址可能变动,如果上述网址无法使用可以google搜索或在以下对应的scihub可达性测试站进行跳转:网站1,网站2

文献免费下载网站、zotero可以和Sci-hub联动,自动下载文献,需要安装插件

https://zotero-chinese.github.io/user-guide/plugins/zotero-scihub.html

项目相关

sap2000教程

SAP2000 V24的安装包和用户手册已上传至百度网盘,链接如下:

链接:https://pan.baidu.com/s/1NuikkEGfpx4vmadswI38GQ?pwd=yqco

提取码:yqco

建模方法如下视频,包含了基础建模方法以及将Midas模型翻模到SAP2000(项目需要)的教学,详见录制3:

https://meeting.tencent.com/v2/cloud-record/share?id=78fa9d30-fbb4-4e8e-b112-623ce9056100&from=3&record\_type=2

视频中用到的相关建模资料已上传在坚果云文件夹中,如下图所示:

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生成人工地震动时程程序

使用simqke_gr 2.6小程序(在坚果云文件夹中下载,如下图所示),使用教程详见文件夹内的《反应谱转人工波程序SIMQKE_GR使用说明》。

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常见问题:

  1. 在打开SIMQKE_GR.exe时报错如下图,或其他错误,点击取消-取消-取消,直至打开软件界面。

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  1. 数据文件未转化成功,应根据文件夹里的《导入的反应谱E1.srf》格式修改,主要修改前两行title,如下图所示,可直接将《导入的反应谱E1.srf》的前两行复制到你生产的反应谱srf中。

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时程转反应谱

Matlab代码如下:

其中GH1NMB01.DAT_To_wave.txt为时程波的加速度(仅一列),ARS.txt为生成时程对应反应谱的加速度值。反应谱的开始时间T_min、结束时间T_max、步长T_step根据实际情况设置。

将Matlab程序和时程波加速度文件放在同一文件夹下,直接运行即可。参考例子如坚果云中的文件waveToRS.zip,如下图所示。

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pile程序(根据m法计算桩基础等效弹簧,桩基础内力验算)

生成六弹簧的主要步骤与方法已上传坚果云,如下图所示。

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原理见《桥梁桩基空间静力分析程序用户手册.pdf》,操作步骤见《00操作步骤.docx》,土体参数选取见文件夹《土体资料》,示例见文件夹《bat批量处理示例》。

当需要运行多个dat文件时,可以采用下面的代码批量分析某个文件夹内的所有.dat文件(创建一个.bat把以下代码复制进去)

Pile程序的Python版本:PyPile

安装

也可以在Python中使用(详细使用文档见上面链接)

Xtract

Xtract是一款用于混凝土构件截面分析的小程序,这款软件可以快速地对混凝土截面进行弯矩-曲率分析和轴力-弯矩相关曲线分析,是一个非常实用的工具。

Xtract 3.0.8小程序(在坚果云文件夹中下载,如下图所示),

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使用教程详见下方链接:

https://mbd.baidu.com/ug\_share/mbox/4a83aa9e65/share?product=smartapp&tk=c104a1e8f0f01400fc0a9d12171de93f&share\_url=https%3A%2F%2Fyebd1h.smartapps.cn%2Fpages%2Fblog%2Findex%3FblogId%3D125513748%26\_swebfr%3D1%26\_swebFromHost%3Dbaiduboxapp&domain=mbd.baidu.com

材料参数取值讨论(请做横向的同学验算前务必观看)

录制: 20250805xtract截面弯矩曲率分析参数取值.mp4

常用科研工具

正版软件下载https://software.tongji.edu.cn/index.html

科研绘图AI

数据处理

Matlab(https://ww2.mathworks.cn/help/?s_tid=gn_supp

matlab可以下载到本地使用,也可以线上使用online版本(需使用edu邮箱账号登录),官网更有官方课程,编程例题,非常推荐直接线上学习

代码编辑器:

Visual Studio Code (VSCode)

Visual Studio Code (VSCode) 是一款轻量级但功能强大的源代码编辑器,支持几乎所有编程语言。它的扩展系统非常强大,拥有大量插件,包括语言支持、调试工具、代码格式化、Git集成等。对于有远程开发需求的用户,VSCode 允许通过远程扩展轻松连接到其他开发环境,比如使用 WSL 在 Windows 上进行 Linux 编程。

特点:

轻量级、高度可定制化

丰富的插件市场,支持几乎所有编程语言

远程开发支持(WSL、SSH、Docker等)

链接:Visual Studio Code 官网

Cursor (VSCode 套壳)

Cursor 是基于 VSCode 的一款增强版 IDE,提供了集成 AI 助手的高级功能,能帮助开发者更高效地编写代码。虽然是付费软件,但可以通过新邮箱注册享受 14 天的免费试用期。它的 AI 功能非常强大,能够帮助自动补全代码、优化代码结构,显著提升编程效率。

特点:

基于 VSCode,拥有与之相同的功能和界面

集成 AI 辅助,支持代码生成和优化

14 天免费试用期,之后需付费订阅

链接:Cursor 官网

截止20240912可用的白嫖小技巧:

注册一个无限邮箱,假设原邮箱名为username@2925.com,可以在username后添加+号和任意字符,会被cursor认为是新邮箱,但是验证码会接收到同一邮箱,例如修改后的新邮箱名:username+666@2925.com,借此实现无限试用(不确定何时封禁,且用且珍惜)

PyCharm

PyCharm 是一款专门为 Python 开发者设计的集成开发环境(IDE),由 JetBrains 公司开发,提供了全面的代码编辑、调试、测试和部署功能。它支持多种 Python 框架和库,如 Django 和 Flask,集成了数据库工具、代码分析和版本控制。PyCharm 拥有社区版和专业版,其中社区版是免费的,但专业版则需付费,市面上也有破解版。

特点:

针对 Python 开发者的高效工具

强大的调试、代码分析和测试功能

支持多种 Web 框架与工具

链接:PyCharm 官网

Spyder

Spyder 是专为 Python 语言开发的开源集成开发环境(IDE),常用于科学计算和数据分析领域。它内置了与 Python 科学库(如 NumPy、SciPy、Pandas 等)的集成,并支持交互式的脚本执行和调试,类似于 MATLAB 的操作风格。Spyder 特别适合从事数据科学、工程计算和机器学习的开发者。

特点:

适合科学计算和数据分析

内置与科学库的深度集成

类似 MATLAB 的操作风格,适合工程师和科研人员

链接:

Spyder 官网

LLM(大语言模型,e.g. GPT-4o,claude3.5, etc.)

大语言模型正在日益成为科研工作的重要环节,熟练掌握GPT的注册和使用技巧也是科研求生的一部分,我这里主要介绍大语言模型使用过程中的关键痛点和难点介绍几个解决方案:

海外支付方式的获取

最好的办法是csc出国交换,有需求自然能申请到国外信用卡

当然替代办法也是有的,就是虚拟信用卡,比如wildcard,会有开卡费

这里推荐一个美国地址生成器,帮你伪装信用卡地址,注意选择美国免税州的话可以免税,能便宜3%-20%不等

一般用不到但是如果有需要国外虚拟电话卡来接收验证码的话也可以用

用量不多的话可以其他途径拼车或者使用API

稳定的API获取方式

首先你可以在官方渠道获取API,不过费用会比较贵,稳定性也一般(IP不对就容易封号)

免费的api可以看GPT_API_FREE这个项目,里面有免费key的申请介绍,三方客户端的配置教程,还可以买付费key

上文提到的wildcard里也可以买APIkey,但是不推荐

目前比较推荐的方式是deepbricks的API,价格是官方渠道的一半甚至更低,有评价说不太好用,不过我个人测试带图片的多模态调用很正常,也许有尚未发现的缺陷,但是价格是真香啊

本地运行小一点的模型应急:Ollama

本地跑一些小模型有很多好处,现在简单的小模型已经完全可以胜任翻译的简单任务,而且响应速度比API调用还快,且不用担心网络波动,很推荐大家本地跑一个翻译用的小模型。

ollama可以直接官网下载安装,能用的模型列表实时更新,见这里。

目前对于英汉互译功能个人推荐阿里的千问模型:qwen2:latest,只需要在cmd窗口运行:

模型就会自动下载并运行了,运行后你可以自行问几个问题试试,速度还是很快的

接下来我们需要启动ollama的API服务,为后面我们的各种插件做准备:

一般只有第一次会需要手动启动,后续只要你开机ollama就自动跑在后台了,会随时为你待命。一般来讲ollama会默认跑在11434端口,你只需要在浏览器打开:

如果你看到一行字显示“ollama is running”,那么你已经成功了一半,没看到就重复上一步。

接下来我们需要准备几个常用的翻译小插件,比如对于浏览器推荐使用沉浸式翻译这个插件,你可以在Github上下载安装,也可以直接在浏览器商店里直接安装,还有一个叫Trancy的插件可以很方便的翻译外语视频,也强烈推荐。

沉浸式翻译的配置流程

设置->翻译服务->openAI->去修改->自定义APIKey->填写相关信息

APIKEY: 随便填,比如填写ollama

模型(勾选输入自定义模型名称): 填写qwen2:latest

自定义接口API地址: 填写http://localhost:11434/v1/chat/completions

Trancy的配置流程与沉浸式翻译大同小异,也是在设置的翻译引擎中去添加自定义API

zotero中的翻译插件也同样是这样配置,不再赘述

其他小工具

GetData Graph Digitizer

功能:给我一张图片,我就能提取他的数据

教程https://zhuanlan.zhihu.com/p/506180674

科研配色

Colorspace(https://mycolor.space/

免费,可以根据自定义初始颜色生成3-6色的不同配色方案

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Color Hurt(https://colorhunt.co/)

免费,只有4色的配色方案

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ColorBrewer (https://colorbrewer2.org/)

免费,多种颜色配色首选(支持3-12种颜色的配色方案),能够根据不同的数据性质(sequential,diverging,qualitative)生成对应的配色表

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COOLORS (https://coolors.co/)

查找颜色功能免费,生成配色方案付费(功能挺强大

查找在Tools里的Explore Palettes里

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Mathtype 公式编辑器

关于Mathtype 公式编辑器在word中的一些tips:

  • 资源获取

在课题组坚果云网盘的**基础软件(小)**文件夹中获取

  • Mathtype如何批量更改下标正斜体

https://blog.csdn.net/upcelestite/article/details/81510298

  • 插入MathType公式行距变大的解决方法

https://www.mathtype.cn/wenti/tiaozheng-hangju.htmlhttps://www.mathtype.cn/jiqiao/mathtype-pxggt.html

  • 详解MathType中如何批量修改公式字体和大小

https://www.mathtype.cn/jiqiao/piliang-xiugai-zitidaxiao.html

公式识别工具(mathpix snipping tool)

截图即可得到数学公式的latex版本,对于印刷体甚至手写体效果都非常好,付费但是很香,识别结果可以直接用在mathtype,markdown等工作流程中。还有pdf解析的功能,建议自行探索。

教程:https://zhuanlan.zhihu.com/p/351595224

电子书

Library Genesis (https://libgen.rs/

z-library (网站更新较快,谷歌检索可达)

其他资料分享

OpenSEES、SAP2000、Xtract等抗震分析软件实用技巧 by Ye’s Group

https://docs.qq.com/doc/DSkp3QUh5dFBvTmt1?scene=be2ea4c15e878465a769a9cbwWfsn1

课题组坚果云网盘:

https://www.jianguoyun.com/p/DSj7pI8Q7Pi1ChiZ99QEIAA

Tools I’ve found useful during my PhD

https://nicolepaul.io/post/phd-tools/

999版本记录

第一版(2024年9月):

在叶老师和王老师的倡导下,由周成组织编写的《科研求生手册》正式推出。第一版由叶柏兴、崔永嘉、付楷森、张一飞、苟凌云和周成共同参与编写。本手册旨在帮助新同学迅速找到相关学习资料,顺利进入科研状态。同时,它也为老生提供了一个宝贵的资源分享平台,促进相互学习和交流。

第二版(2025年8月):

第二版由苟凌云转导入桥梁抗震小站,供在线访问

LICENSED UNDER CC BY-NC-SA 4.0
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