Superkomputer KDM: Zastosowania

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.