НОЦ компьютерного моделирования уникальных зданий, сооружений и комплексов (МГСУ).

1. НОЦ компьютерного моделирования уникальных зданий, сооружений и комплексов (МГСУ). Основные направления и результатыдеятельности в 2010 – 2012 гг. Киев, 2012

2. Предназначение Центра: • Научно-исследовательская, научно-техническая и образовательная деятельность, подготовка специалистов нового поколения в области расчета уникальных зданий и сооружений в рамках выполнения государственных заказов и на основе прямых договоров с государственными, акционерными, кооперативными и другими предприятиями и организациями, а также физическими лицами.

3. Основные направления деятельностиЦентра: 1. Решение актуальных проблем математического моделирования поведения уникальных конструкций, зданий и сооружений: • моделирование взаимодействия сооружений с грунтовым основаниемс учетом реальных свойств, поэтапности возведения и фактической истории эксплуатации; • учет физической, геометрической и других нелинейностей (пластичность металла, ползучесть и трещинообразование железобетона, нелинейная реология грунта; большие перемещения; контактные задачи); • учет конструктивных и технологических особенностей сооружений (последовательность, поэтапность возведения; чувствительность зданий и сооружений, оценка качества конструктивного решения с позиции чувствительности напряженно-деформированного состояния сооружения к отклонениям от проекта); • численное моделирование ветровых потоков и нагрузок (средняя и пульсационная составляющая; нагрузки на фасадные конструкции, пешеходная комфортность, вихревые резонансные колебания), экспериментальные проверки расчетов на ветровые воздействия;

4. Основные направления деятельности: 1. Решение актуальных проблем математического моделирования поведения уникальных конструкций, зданий и сооружений: • расчеты на сейсмические воздействия (на спектры ускорений; на акселерограммы; учет волновых эффектов); • расчет зданий различных конструктивных схем на прогрессирующее обрушение с учетом реальных динамических высоконелинейных эффектов упруго-вязко-пластичности и больших перемещений; • разработка методов и алгоритмов решения вычислительных задач большой размерности-разнородности-контрастности; • адаптируемые-калибруемые (в том числе, на основе решения некорректных обратных задач идентификации) прогнозные математические модели в составе систем мониторинга на этапах возведения и эксплуатации зданий и сооружений; • реализация алгоритмов газодинамики для решения задач ветровой аэродинамики, снеговых отложений и распространения вредных выбросов; • численное моделирование трехмерных нестационарных задач огнестойкости.

5. Основные направления деятельности: • 2. Верификация программных комплексов в соответствии с требованиями Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН). • Экспертиза расчетов зданий и сооружений с использованием верифицированных программных комплексов: • квалификационная проверка и аттестация специалистов, выполняющих расчеты по программным комплексам, прежде всего, при разработке экспертных заключений; • экспертиза расчетных методов и программных средств, используемых при проектировании и исследованиях зданий и сооружений; • экспертиза расчетов зданий и сооружений с использованием верифицированных программных комплексов; • строительно-техническая экспертиза состояния, причин локальных разрушений и обрушений зданий и сооружений.

6. Основные направления деятельности: • Разработка и актуализация новых методов расчета, в том числе численных (методы конечных элементов с модификациями, граничных элементов, разностные и вариационно-разностные, бессеточные и др.) и численно-аналитических (дискретно-континуальные). • 5. Подготовка и переподготовка специалистов-пользователей программных комплексов математического моделирования уникальных конструкций, зданий и сооружений: • подготовка специалистов-пользователей универсальных комплексов математического моделирования конструкций, зданий, сооружений и конгломератов (ANSYS,ANSYSAUTODYN,NASTRAN, ABAQUS, ANSYS/CFD, LS-DYNA, PLAXIS); • подготовка специалистов-пользователей объектно-ориентированных комплексов компьютерного моделирования конструкций, зданий и сооружений (Robot Millennium, Лира, SCAD, MicroFE, АСТРА-НОВА).

7. Основные направления деятельности: 6. Расширение спектра наукоемких задач, требующих привлечения современных математических моделей и программно-аппаратных комплексов – перспективное направление. 7. Подготовка научно-исследовательского кадрового состава по направлениям: магистратура, аспирантура, докторантура. 8. Образовательная деятельность, в том числе, подготовка специалистов по тематическим направлениям (большепролетные и высотные здания, подземные сооружения, сооружения атомных, тепловых и гидроэлектростанций, трубопроводные системы различного назначения).

8. Новый вычислительный кластер МГСУ включает: управляющий узел ; 25 блейд-серверов (вычислительных узлов); Графические узлы NVIDIA TESLA S2050 (2 шт.) с поддержкой технологии CUDA; система хранения данных (СХД) ReadyStorage NAS (объем СХД (без учета RAID) 34 ТБ); Система хранения данных (СХД) ReadyStorage ActiveStor (объем СХД (без учета RAID) 10 ТБ); Системная (вычислительная) сеть стандарта Infiniband; Управляющая сеть; Сервисная сеть. Рабочие станции; Учебный класс на 21 рабочее место; Периферийное оборудование. Оснащение компьютерным оборудованием и программными средствами:

9. Оснащение компьютерным оборудованием и программными средствами: • Программные комплексы математического моделирования • состояния зданий и сооружений: • универсальный конечноэлементный «софт» (ANSYS Mechanical, ANSYS AUTODYN, MSC NASTRAN, ABAQUS, LS-DYNA); • ПО, предназначенное для решения строительных задач (ЛИРА, SCAD, MicroFE, Stark, RobotMillennium, ANSYS/CivilFEM); • исследовательская конечно-суперэлементная система (СТАДИО); • моделирование грунтовых задач (PLAXIS); • комплексный нормативный прочностной анализ трубопроводных систем (АСТРА-НОВА); • система численного моделирования трехмерных задач гидро-газодинамики (CFD) – ANSYS/CFD (CFX + Fluent). • Перечисленные ПС заявлены в комплектации, отвечающей задачам НОЦ КМ: «ограниченная» учебной (academical teaching); неограниченной исследовательской (academical research); полной «коммерческая» (commercial).

10. Некоторые НИР, выполненные и в стадии выполнения: Расчетное определение ветровых нагрузок на несущие и фасадные конструкции высотного многофункционального жилого комплекса «Дирижабль» на основе трехмерного численного моделирования ветровой аэродинамики (г. Москва); Расчетные исследования напряженно-деформированного состояния несущих конструкций объекта “Санно-бобслейная трасса вместимостью 11 тыс. зрителей с инженерной защитой и внеплощадочными сетями электроснабжения, водоснабжения и канализации, 1 этап”, при учете весовых, температурных и сейсмических воздействий и максимальных инерционных нагрузок от движущегося спортивного снаряда (г. Сочи); Расчеты напряженно-деформированного состояния батопорта сухого дока верфи крупнотоннажного судостроения «Звезда–DSME» (г. Владивосток);

11. Некоторые НИР, выполненные и в стадии выполнения: Определение расчетных и пиковых ветровых нагрузок на конструкции проектируемого здания ж/д вокзала на основе численного моделирования трехмерных задач аэродинамики (г. Адлер); Уточнённые расчётные исследования трёхмерного напряжённо-деформированного состояния узлов сопряжения ферм козырьков трибун объекта «Многофункциональный комплекс футбольного стадиона ООО «Стадион «Спартак» (г.Москва); Исследования напряженно-деформированного состояния соединительных секций оборудования в условиях монтажа и эксплуатации на объектах подводного сбора газа в составе инвестиционного проекта «Обустройство Киринского ГКМ»; Определение ветровых нагрузок на светопрозрачные ограждающие конструкции Комплекса трамплинов К-125, К-95 на основе численного моделирования задач аэродинамики (г. Сочи)

12. Некоторые НИР, выполненные и в стадии выполнения: Расчетное определение уточненных ветровых и снеговых нагрузок на несущие конструкции футбольного стадиона ФК «Зенит» на основе трехмерного численного моделирования задач ветровой аэродинамики, снегопереноса и снегоотложения(г. Санкт-Петербург); Разработка верификационного отчета по использованию программного комплекса ABAQUS для решения задач строительного профиля; Оценка ветровой комфортности пешеходных зон и определение пиковых ветровых нагрузок на ограждающие конструкции проектируемого комплекса «Outlet village Pulkovo» / «Пулково аутлет» на основе численного моделирования трехмерных задач аэродинамики (г. Санкт-Петербург);

13. Некоторые НИР, выполненные и в стадии выполнения: Разработка, программно-алгоритмическая реализация, верификация и апробация на объектах отрасли (проект ВВЭР-ТОИ) методик уточненного численного моделирования основных, особых и аварийных нагрузок и воздействий (ветровые и снеговые нагрузки, удар самолета, воздействия ударной волны, сейсмические воздействия, цунами, торнадо) на основные сооружения АЭС(Заказчик: ОАО «Концерн Росэнергоатом»); Комплексное моделирование статического, температурного и динамического напряженно-деформированного состояния и прочности комбинированных систем «основание – сооружение – оборудование – трубопроводы» АЭС, их программно-алгоритмическая реализация, верификация, апробация на объектах отрасли и закрепление в нормативных документах методик численного моделирования (Заказчик: ОАО «Концерн Росэнергоатом» ).

14. Батопорт сухого дока верфи крупнотоннажного судостроения «Звезда–DSME» (г. Владивосток). Расчеты НДС и прочности ПК ANSYS, ПК SCAD ПК SCAD Расчетная схема Несущие элементы центральной части. Фрагменты Торцевые несущие элементы. Фрагменты

15. Батопорт сухого дока верфи крупнотоннажного судостроения «Звезда–DSME» (г. Владивосток). Расчеты НДС и прочности ПК ANSYS, ПК SCAD ПК ANSYS ПК SCAD 1-я собственная форма f = 6.890 Гц. Только собственный вес конструкции 1-я собственная форма f = 7.640 Гц. Только собственный вес конструкции 2-я собственная форма f = 8.165 Гц. Только собственный вес конструкции 2-я собственная форма f = 9.126 Гц. Только собственный вес конструкции

16. Расчетное определение уточненных ветровых и снеговых нагрузок на несущие конструкции проектируемого футбольного стадиона «ФК Зенит» (г. Санкт-Петербург) Геометрическая модель Средние ветровые давления, Па (ANSYS/CFD)

17. Расчетные исследования НДС, прочности и устойчивости несущих железобетонных и металлических конструкций проектируемого футбольного стадиона «ФК Зенит» (г. Санкт-Петербург) ANSYS-модель Расчетное обоснование НДС, прочности и устойчивости уникальных зданий и сооружений. Опыт 2009-2010 гг.

18. Грант Президента РФ (2010-2011 гг.) НОЦ КМ совместно с кафедрой Информатики и прикладной математики (ИФО) и кафедрой Прикладной механики и математики (филиал г.Мытищи) являются победителями Гранта Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ НШ-8684.2010.8"Многоуровневые численные, аналитические и экспериментальные методы исследования прочности зданий и сооружений с учетом конструктивных и физических особенностей" Финансирование: 500 тыс. рублей в год, на 2 года

19. Мероприятия, прошедшие при организации и(или) с участием сотрудников НОЦ КМ (2010 – 2012 гг.): участие в X Московском международном салоне инноваций и инвестиций (г.Москва, Гостиный двор)(7 – 10 сентября 2010 года); научный семинар по вопросам параллельных вычислений в решении большеразмерных задач (20 октября 2010 года); участие в выставке-форуме «Строительный сезон 2010» (1-3 ноября 2010 года); выездное заседание общеакадемического Научного совета РААСН «Программные средства в строительстве и архитектуре» («Крокус Экспо») (2 ноября 2010 года); участие в III Международной научно-практической конференции «Теория и практика расчета зданий, сооружений и элементов конструкций. Аналитические и численные методы»(17 ноября 2010 года);

20. Мероприятия, прошедшие при организации и(или) с участием сотрудников НОЦ КМ (2010 – 2012 гг.): Научный семинар «Математическое моделирование геофизических процессов: прямые и обратные задачи» в Научно-исследовательском вычислительном центре МГУ (доклад с.н.с. НОЦ КМ, к.т.н. С.И. Дубинского по теме «Численное моделирование ветровых воздействий на высотные здания и комплексы» (11 февраля 2011 года); Научный семинар в Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ) (доклад с.н.с. НОЦ КМ, к.т.н. С.И. Дубинского по теме «Численное моделирование ветровых воздействий на высотные здания и комплексы» (15 марта 2011 года); Научный семинар в Центральном доме архитектора (доклад руководителя НОЦ КМ А.М. Белостоцкого(17 марта 2011 года);

21. Мероприятия, прошедшие при организации и(или) с участием сотрудников НОЦ КМ (2010 – 2012 гг.): XX Польско-Российско-Словацкий семинар "Теоретические основы строительства" (доклады руководителя НОЦ КМ А.М. Белостоцкого, г.н.с НОЦ КМ П.А. Акимова) XX Польско-Российско-Словацкий семинар "Теоретические основы строительства" (доклады руководителя НОЦ КМ А.М. Белостоцкого, г.н.с НОЦ КМ П.А. Акимова)(05-10 сентября 2011 года); III Международный молодежный инновационный форум "ИНТЕРРА-2011" (доклад, мастер-класс и экспертиза руководителя НОЦ КМ А.М. Белостоцкого)(22-24 сентября 2011 года); 24-я Международная конференция "Математическое моделирование в механике деформируемых тел и конструкций BEM&FEM-2011"(доклады руководителя НОЦ КМ А.М. Белостоцкого с соавторами) (28-30 сентября 2011 года);

22. Мероприятия, прошедшие при организации и(или) с участием сотрудников НОЦ КМ (2010 – 2012 гг.): 9-я Конференция пользователей ANSYS (доклады руководителя НОЦ КМ А.М. Белостоцкого, с.н.с. НОЦ КМ Дубинского С.И., инженера НОЦ КМ Ф.М. Котова)(24-28 октября 2011 года); Организация и участие Международной научной конференции «Задачи и методы компьютерного моделирования конструкций и сооружений» («Золотовские чтения»)(21 марта 2012 года); Участие в совместном семинаре  «Вопросы строительной аэродинамики» между МГСУ (Национальным исследовательским университетом) и МГУ имени М.В.Ломоносова(27 апреля 2012 года).

23. Серебряная медаль и Диплом X Московского международного салона инноваций и инвестиций

24. Стажировки сотрудников НОЦ КМ (2011 г.) И.Н.Афанасьева - инженер НОЦ КМ, аспирант каф. Информатики и прикладной математики (научный руководитель – профессор, д.т.н. А.М. Белостоцкий), программа стажировки: «Изучение передового опыта в области численного и физического (в аэродинамической трубе) моделирования ветровых воздействий на здания и сооружения»; А.В.Сидоров - инженер НОЦ КМ, аспирант каф. Информатики и прикладной математики (научный руководитель – профессор, д.т.н. А.М. Белостоцкий), программа стажировки: «Изучение передового опыта в области распределенных и параллельных вычислений в адаптивном конечноэлементном моделировании сложных строительных объектов. Внедрение опыта организации работы распределенных вычислительных систем в НОЦ КМ МГСУ»; Место стажировки: Германия, Бохум, Рурский университет Бохума, Факультет гражданского строительства и защиты окружающей среды, Институт компьютерных технологий

25. IV Международная научно-практическая конференция «Теория и практика расчета зданий, сооружений и элементов конструкций. Аналитические и численные методы", посвященная 100-летию со дня рождения А.Р.Ржаницына. Москва, МГСУ, "29" июня 2011 года. Афанасьева И.Н.- младший научный сотрудник НОЦ КМ.

26. XX Российско-польско-словацкий семинар «Теоретические основы строительства». г.Вроцлав (Польша), "05"-"10" сентября 2011 года. У здания Вроцлавского политеха.

27. Стажировка в Рурском техническом университете. г.Бохум (Германия). Июль 2011 года. Выступление стажеров - сотрудников НОЦ КМ.

28. Международная научная конференция «Задачи и методы компьютерного моделирования конструкций и сооружений» («Золотовские чтения»). г.Москва, МГСУ, "21" марта 2012 года. Выступление академика РААСН, профессора, д.т.н. Н.И.Карпенко на секционном заседании конференции.

29. Планы НОЦ КМ МГСУ на 2012 – 2014гг. Научная деятельность: “инициативные" НИР по анализу и освоению "параллельных" возможностей программных комплексов численного моделирования в кластерной реализации, собственные программно-алгоритмические разработки; “инициативные" НИР по прорывным направлениям: строительная аэродинамика, сейсмические расчеты, прогрессирующее обрушение и др., моделирование уникальных высотных и большепролетных зданий и сооружений; верификация программных комплексов в системах РААСН и Ростехнадзора; участие с заседаниях общеакадемического Научного совета Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН) «Программные средства в строительстве», при необходимости, организация выездных заседаний.

30. Планы НОЦ КМ МГСУ на 2010 – 2012 гг. Научная деятельность: организация и проведение на регулярной основе научного семинара "Актуальные проблемы компьютерного моделирования зданий и сооружений" (раз в квартал в течение года); организация и участие в Международной научно-практической конференции "Теория и практика расчета зданий, сооружений и элементов конструкций. Аналитические и численные методы" (секция "Золотовские чтения", 1 раз в 2 года); организация и проведение на базе Центра научных стажировок специалистов по программам НИУ.

31. Планы НОЦ КМ МГСУ на 2012 – 2014гг. Образовательная деятельность: проведение "отрытых" лекций для студентов по численному моделированию поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов. подготовка и издание методической литературы по курсу численного моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с применением различных программных комплексов. проведение консультаций, курсов обучения, семинаров и практическая помощь для дипломников и аспирантов бюджетного и целевого назначения, прикрепленных к НОЦ КМ. организация и проведение предзащит диссертационных работ аспирантов (диссертационный совет Д 212.138.12: специальности 01.02.04 - механика деформируемого твердого тела, 05.23.17 - строительная механика, 05.13.18 - математическое моделирование, численные методы и комплексы программ).

32. Планы НОЦ КМ МГСУ на 2012 – 2014гг. Повышение квалификации: проведение повышения квалификации сотрудников Университета и работников сторонних организаций по разработке и использованию программно-алгоритмических средств численного моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов.

33. Список секционных докладов на симпозиуме: