Diagnostyka układów i konstrukcji z wykorzystaniem obliczeniowych metod komputerowych

Kierownik projektu: Bartosz Sobczyk

Politechnika Gdańska

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Gdańsk

Data otwarcia: 2021-07-28

Streszczenie projektu

W ramach tego zadania zamierzam poruszać problemy ściśle związane z dyscyplinami naukowymi, jakie reprezentuję, zatem dotyczyć one będą zarówno konstrukcji budowlanych, jak i przepływu krwi w żyłach.
Pierwszy aspekt na którym skupiać będą się działania tego projektu dotyczy konstrukcji budowlanych, przede wszystkim mostowych. W ramach projektu wykonywane będą obliczeniowe analizy komputerowe szczegółowego zachowania się detali mostowych, bądź całych konstrukcji, z uwzględnieniem nieliniowości geometrycznej i materiałowej, a przede wszystkim nieliniowe obliczenia z uwzględnieniem zarysowania betonu, propagacji rys i zniszczenia betonu. Wyniki tych obliczeń pozwolą w lepszym stopniu i z większą dokładnością opisywać stan deformacji i naprężeń w konstrukcjach mostowych. Co za tym idzie będą podstawą do wspomagania procesu diagnostyki budowli, tj. identyfikacji jej stanu i bezpieczeństwa bez wykonywania badań in-situ.
Drugim nurtem realizowanym w trakcie trwania projektu, a dotyczącym również prowadzenia badań diagnostycznych bazujących na komputerowych analizach numerycznych, jest symulowanie przepływu krwi w tętnicach lub elementach je imitujących, aby określić reakcję pomiędzy funkcjonowaniem śródbłonka i mechanoreceptorami w tętnicach zdrowych i ze zmianami chorobowymi. Wyniki tych eksperymentów pozwolą na opis cyrkulacji krwi w układach krwionośnych zdrowych, przy wystąpieniu tętniaka, pęknięciu tętniaka, rozwarstwieniu, czy perforacji aorty. Wyniki pochodzące z obliczeń pozwolą w lepszy sposób zobrazować procesy zachodzące w ludzkim układzie krwionośnym oraz możliwe, że pozwolą na wdrożenie nowych wytycznych dla procedur diagnostyki leczenia chorób układu krwionośnego.
W celu wykonania symulacji numerycznych dotyczących poruszanej wyżej tematyki potrzebny jest dostęp do specjalistycznego oprogramowania oraz mocy obliczeniowej. Zagadnienia związane z nieliniową analizą budowli oraz przepływem krwi mogą zostać rozwiązane przy pomocy programów Abaqus oraz ANSYS (w szczególności moduły: Static Structural; Transient Structural; Fluid flow: CFX; Fluid flow: FLUENT). Statyczne, bądź quasi-dynamiczne obliczenia nieliniowe budowli betonowych na wysokim poziomie precyzji wymagają budowy modeli w środowisku metody elementów skończonej (MES) o znacznej liczbie stopni swobody. W związku z tym poszukiwanie rozwiązania takich problemów wymaga dostępu do mocy obliczeniowej CI TASK, gdyż wobec rozmiaru modeli MES, obliczenia tego typu mogą trwać od kilku godzin do kilku dni. Obliczenia numeryczne z wykorzystaniem obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) również będą wymagać dostępu do mocy obliczeniowej. Planuje się wykonywanie analiz Fluid Structure Interaction (FSI) typu 2-way FSI, które również mogą być długotrwałe, a zastosowanie mocy obliczeniowej CI TASK pozwoli znacząco zredukować czas badań. W wykonywanych analizach obliczeniowych planowane jest wykorzystanie zrównoleglania obliczeń z wykorzystaniem od kilku do kilkunastu procesorów.


← Powrót do spisu projektów

CONTACT

Our consultants help future and novice users of specialized software installed on High Performance Computers (KDM) at the TASK IT Center.

Contact for High Performance Computers, software / licenses, computing grants, reports:

kdm@task.gda.pl

Administrators reply to e-mails on working days between 8:00 am – 3:00 pm.