Hesaplamalı Mekanik

LABORATUVARI

Hesaplamalı Mekanik

Çok Ölçekli, Çok Disiplinli Hesaplamalı Mekanik Laboratuvarı, otomotiv, havacılık ve savunma endüstrilerinin talepleri doğrultusunda çeşitli problemleri simüle etmek için yeni tasarım metodolojileri ve teorileri geliştirmeyi amaçlamaktadır. Ana odak fiber takviyeli kompozitlerin ve ek olarak üretilen metallerin temel alanlarına yerleştirilmiştir.

 

Değişken rijitlikli kompozit tasarımı: Herhangi bir belirli bir yük durumu için bir kompozit laminatın her katındaki optimum fiber açılarını bulmak için yeni bir yöntemin geliştirilmesini içerir.

 

Şekil 1 Minimum uyum için eşit basınç yüküne sahip sabit bir plaka için fiber açıları.

 

       Kristal plastisite sonlu elemanlar yöntemi ve uygulamaları: Birincil odak yoğun morfolojik ve kristalografik doku ile ek olarak üretilen metallerin mekanik davranış modelleme üzerindedir. Bu alanda geliştirilen kristal plastisite araçları, otomotiv ve havacılık endüstrisinin metal şekillendirme uygulamalarını hedeflemektedir.

 

Şekil 2 Polikristal alüminyumun kristal plastikliği sonlu eleman modellemesi.

 

 

Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği:

Ters sonlu elemanlar metodu (iFEM): Yerinde ve üç boyutlu yapısal deformasyonların gerçek zamanlı izlenmesi ve in situ gerginlik sensörleri ağı üzerinden bir yapının stres durumlarının gerçek zamanlı olarak izlenmesi için sağlam ve verimli iFEM metodolojilerinin geliştirilmesini içerir. Bu araştırma alanı, fiber takviyeli kompozit malzemeler ve sandviç yapıları da dahil olmak üzere her türlü malzeme / yapıların yapısal sağlık izlemesinde esastır.

 

 

Şekil 3 (a) iFEM Metodolojisi (b) Sertleştirilmiş bir silindirin gerçek zamanlı deplasmanları

 

 

Hassaslaştırılmış zikzak teorisi (RZT): İnce / kalın kompozit ve / veya sandviç kiriş / plaka / kabukların sonlu elemanlar analizi için RZT'ye dayanan yapısal tasarım algoritmalarının modellenmesi ve geliştirilmesini araştırır. RZT, tek tek laminaların ayrık doğasını ve çekirdeğin değişen sertlik özelliklerini dikkate alır, böylece, uygulanabilir, hesaplamalı olarak verimli ve oldukça hassas tek katmanlı bir teoriyi temsil eder.

 

 

Şekil 4 Kavisli kırık bir panelin yapısal analizi.

 

 

İzogeometrik analiz (IGA): Deniz pervaneleri, jantlar, dalga enerjisi cihazları, havacılık kanat modelleri ve rüzgar türbini kanatları gibi karmaşık ve eğri geometrilerin yapısal analizini yapmak için çeşitli IGA tabanlı hesaplama çerçevelerinin geliştirilmesini içerir. IGA, discretizasyon ne kadar kaba olursa olsun, hesaplama geometrisinin tam bir temsilini sunar, yüksek mertebeden süreklilik temelli fonksiyonlar sağlar ve nihayet CAD sistemleri içerisinde örgü üretim sürecini örer.

 

Şekil 5 Sinüzoidal bir plakanın izogeometrik analizi.

 

 

Darbe / yüksek gerilme oranı problemleri: Otomotiv, havacılık ve savunma endüstrisi için darbeye dayanıklı elyaf takviyeli kompozit panellerin tasarımı.

 

Şekil 6 Yüksek deformasyon oranlarında yüksek gerilme oranı testi ve malzemelerin karakterizasyonu.

 

 

Sorunsuzluk: Otomotiv ve havacılık endüstrileri başta olmak üzere ulaştırma güvenliği araştırması için kompozit ve metalik malzemelerin çarpışma performansını araştırır.

 

Şekil 7 Taşımacılık güvenliği problemleri için güvenilirlik analizi.

 

 

Hesaplama mekaniği, simülasyon temelli mühendislik bilimi, malzeme bilimi, büyük veri ve görüntü işleme, veri gereksinimleri göz önünde bulundurularak Sabancı Üniversitesi Entegre İmalat Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Merkezi (SU-TÜMER) bünyesinde kurulan Yüksek Performanslı Bilgi İşlem Merkezi (HPC) analitik, yapay zeka, artırılmış ve sanal gerçeklik, derin öğrenme, sayısal yöntemler, paralel yüksek performanslı programlama ve programlama dilleri, optimizasyon, kullanıcı arayüzleri ve insan-bilgisayar-robot etkileşimi, İnternet-of-Things ve yüksek hesaplama gerektiren uygulamalar endüstri 4.0 uygulamaları gibi güç.Bilgeliği, vicdanı, gücü ve hızı ile tanınan mitolojik bir varlık olan TULPAR (@tulpar) adından sonra sistem, her zaman büyüyen bir altyapı için temel olarak hizmet edecek ve böylece hem infiniband network teknolojisi ile desteklenen hem CPU'ları hem de GPU'ları barındıracaktır.

 

 

ÇIKTILAR

Hesaplamalı Mekanik Laboratuvarı'nda, kompozit yapıların metal katkı modellemesine değişken sertlik tasarımı dahil olmak üzere çok çeşitli problemler için yeni modelleme araçları geliştirilmiştir. Laboratuvar, statik tasarım durumları da dahil olmak üzere çok çeşitli endüstriyel sorunlara, müşterilerin ihtiyaçlarına göre çeşitli ticari olarak satılan yazılımlar kullanılarak elde edilebilen dinamik çarpışma simülasyonlarına simülasyon hizmetleri sunmaktadır. Kritik kısıtlamalar, tasarımdaki iyileştirmeler gibi simülasyonların önemli sonuçları dahil olmak üzere sonuçların detaylı bir raporu ana çıktı olarak sunulacaktır. Özetle, laboratuvar çıktıları model geliştirme, simülasyon hizmetleri ve bir analiz raporu içerir.

 

 

HEDEF SEKTÖRLER

  • Otomotiv
  • Havacılık
  • Demiryolu
  • Denizcilik
  • Uzay Sanayi
  • Savunma Sanayi
  • Enerji

 

 

CİHAZLAR

  • HP Z840 Workstation (x1)
  • Intel Xeon E5-2650v4 2.2 2400 12C 1stCPU
  • Intel Xeon E5-2650v4 2.2 2400 12C 2ndCPU
  • 256GB DDR4-2400 (16x16GB) 2CPU RegRAM