Analýza betonových základových konstrukcí pomocí superpočítače a HPC

Abstract

Předmětem disertační práce je analýza betonových základových konstrukcí pomocí superpočítače a HPC. Disertační práce řeší téma na třech úrovních, které se vzájemně doplňují a tvoří celek. První část obsahuje experimentální měření sedání podloží, měření přetvoření a napjatosti desek v interakci s podložím pro účely verifikace vypočtených hodnot. Druhá část obsahuje tvorbu numerických modelů interakce základu s podložím a zaměřuje se na analýzu vlivu vstupních údajů, zejména okrajových podmínek a volbu velikosti modelované oblasti podloží a jejich vliv na výsledky deformace numerických modelů. Třetí část se zaměřuje na schopnosti, možnosti a limitace superpočítače. První část analýzy se zaměřuje na experimentální měření. Pro tento účel byla vytvořena série testů betonové desky v kontaktu s podložím. Tyto testy byly provedeny na testovacím zařízení Stand v areálu Fakulty stavební VŠB-TUO. Při testech probíhalo měření přetvoření a napjatosti desek v interakci s podložím. Následně byla provedena analýza a vyhodnocení naměřených dat. Tato data byla dále v práci využita pro účely verifikace výsledků numerických výpočtů. Druhá část se zaměřuje na analýzu vstupních parametrů a jejich vliv na výsledky numerických výpočtů. Pro dosažení výsledků této části byly vytvořeny numerické modely interakce základu a podloží ve formě skriptu v programu Ansys APDL 18.0. Výsledkem je rozsáhlá parametrická studie analyzující vliv okrajových podmínek a velikost modelované oblasti. Třetí část se věnuje superpočítání. Při tvorbě simulačních úloh byly využity možnosti HPC na superpočítači Anselm v areálu VŠB-TUO pomocí výpočtového programu Ansys. Model byl vytvořen a spouštěn ve formě skriptu. V této části byly stanoveny schopnosti, možnosti a limitace superpočítače. Pozornost byla věnována zejména stanovení velikosti maximální úlohy a alokaci prostředků.

Dissertation focuses on analysis of concrete foundations using a supercomputer and HPC. The dissertation deals with the topic on three levels, which complement each other and help to create a comprehensive view of the issue. The first part of the analysis focuses on the experimental testing and measuring deformations of soil-structure interaction performed at in-situ test. Analyzed data used to verify the numerical values. Numerical models of soil-structure interaction were created in second part of the analyses. Model was prepared in the form of a script in the Ansys APDL 18.0 program, which was tested and verified on a desktop computer on small tasks and run on a supercomputer. A parametric study that analyzes the influence of input parameters on the numerical results of the calculations was created. Influence of boundary conditions and size of the modeled area were also investigated. In the third part, the author established the abilities, possibilities and limitations of the supercomputer Anselm so even tasks demanding on computing time can be calculated in civil engineering practice. HPC capabilities on the Anselm supercomputer at the VŠB-TUO campus using the Ansys computing program were used when creating simulation task. The model was prepared in the form of a script. Maximum task size and resource allocation were determined.