06/B194

Simulación de Problemas de Mecánica de Sólidos mediante herramientas de Computación Distribuida.
Simulation of Problems of Mechanics of Solids using Distributed Computing tools.

Director: GARCIA GARINO, Carlos Gabriel
Correo Electrónico: cgarcia@itu.uncu.edu.ar

Co-Director: MIRASSO, Aníbal Edmundo

Integrantes: RAICHMAN, Silvia Raquel; SANTOS, Jorge Rubén; CATANIA, Carlos Adrián; CAREGLIO, Claudio Ariel; SALINAS, Sergio Ariel; MARTINEZ, Paula Cecilia; MONGE, David; PACCINI, Elina.

Resumen Técnico: En los últimos años se han alcanzado grandes avances en la simulación de problemas de Mecánica de Sólidos mediante técnicas numéricas como Elementos Finitos y Diferencias Finitas. En la literatura se denomina Mecánica Computacional a este tipo de métodos que engloban ideas y conceptos propios de la Mecánica, la Matemática Aplicada y las Ciencias de la Computación. Actualmente es posible resolver con gran exactitud problemas no lineales con efectos de grandes desplazamientos, grandes deformaciones y comportamiento no lineal del material. Estas herramientas son de gran utilidad para la solución de problemas complejos como conformado de metales, evaluación de la resistencia última de estructuras antisísmicas, solución de problemas de bioingeniería, etc. Uno de los mayores inconvenientes que todavía permanece por  resolverse en la práctica son los tiempos de cálculo requeridos para alcanzar la solución en problemas fuertemente no lineales, especialmente en el Caso 3D. El proyecto plantea el diseño y adecuación de programas de computadoras para la simulación de problemas de Mecánica de Sólidos de computación distribuida. Para ello se trabajará con códigos disponibles en el grupo de trabajo del proyecto, en muchos desarrollados por los integrantes del grupo. Se propone desarrollar herramientas para estudios paramétricos en el caso 3D, programar aplicaciones paralelas sencillas para Elementos Finitos y Diferencias Finitas y analizar la paralelización de los códigos SOGDE2D y SOGDE3D, que incluyen plasticidad y grandes deformaciones. Con este fin se revisará la literatura, se adecuará la infraestructura disponible para actualizar compiladores y middlewares y con las herramientas obtenidas se resolverán problemas de interés disciplinar los cuales se contrastarán con otras códigos disponibles. Finalmente es importante mencionar que el proyecto permitirá continuar con la formación de recursos humanos.

Summary: In the last years important achievements has been reached in the field of numerical simulation of Solid Mechanics Problems. The more used technique has been the Finite Element Method, but Finite Difference method has been considered as well. This methods can be encompassed in Computational Mechanics, a discipline that takes concepts and ideas from Mechanics, Applied Mathematics and Computer Science. Today it is possible with great accuracy rather high non linear problems with large deformations and large displacements effects and non linear material behaviour as well. The cited numerical techniques and its corresponding computer codes are a valuable tools in order to solve metal forming problems, compute the ultimate resistence of structures under earthquake loads, or to simulate biongeneering problems. Perhaps one of the issues that are sill to be solved in practice is the rather large CPU time required to complete the studies, particulary in 3D applications. The project proposes to adapt different codes available for the project’s working group to distributed computing environments. Another codes will be designed and implemented as well in order to be processed in parallel. A code able to carry out non linear mechanics parametric studies will be extended to 3D case. Simple finite difference and finite element based codes will be properly modified in order to be executed in Beowulf Clusters. On the other hand the parallelization of SOGDE2D and SOGDE3D will be studied. Other parallel codes available in the literature will be implemented and tested in order to compare results. Finally it is important to point out that human resources training will be one of the main objectives of project.