Trojrozměrné pružinové sítě a jejich aplikace

Abstract

Předkládaná práce poukazuje na pozoruhodný potenciál fyzikálně diskretizačního lattice modelu FyDiK pro prostorové modelování nelineárních problémů stavební mechaniky. K dosažení cílů práce byla naprogramována aplikace, implementující model FyDiK společně s 3D grafickým uživatelským prostředím zajišťující sestavení modelu pružinových sítí. Ta byla následně využita k modelování vzniku trhlin a lomu v betonových vzorcích a k modelování plastizace stojiny ocelového I profilu, přičemž výpočty byly realizovány prostřednictvím masivní paralelizace na platformě CUDA. V úvodní části jsou nejprve představeny základní principy, z nichž práce vychází. Následně jsou podrobněji rozebrány jednotlivé prvky modelu a přiblížena problematika paralelizace prostřednictvím grafických karet. Vytvoření potřebného software a ladění modelu na uvedených materiálech se věnuje další část, která je následována vyhodnocením dosažených výsledků ve srovnání s jinými programy pro modelování. Závěrem jsou shrnuty dosažené výsledky a předestřeny další možnosti vývoje představeného způsobu modelování.The presented work highlights the remarkable potential of physical discretization – lattice model FyDiK in three-dimensional modelling of non-linear problems in structural mechanics. To achieve the objectives a software application, that implements the model FyDiK along with the 3D graphical user interface has been developed and thus is able to assemble a spring network model. Such a model was used for modelling the formation of cracks and fracture in the concrete specimens and also to model a plastic behaviour of steel I-beam. The calculations were performed by a massive parallelization on CUDA platform. In the first part the basic principles on which the work is based are introduced. Subsequently, a detailed description of individual parts of the model and the issue of parallelization by graphics cards are presented. In the next part the creation of the required software and improving of the model properties of mentioned materials are described. That is followed by evaluation of the achieved results with the comparison of other modelling software. The conclusion summarizes the achievements and suggestions for the further development possibilities of the presented method of modelling.