ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Создание и становление (2008 - 2017 гг.)
В Московском государственном строительном университете (ныне — НИУ МГСУ) при деятельном участии НИЦ СтаДиО в 2008 г. был сформирован первый общеуниверситетский Научно-образовательный центр компьютерного моделирования уникальных зданий, сооружений и комплексов (НОЦ КМ).
Центр возглавили член-корреспондент РААСН А.М. Белостоцкий (научный руководитель), к.т.н. И.Н. Афанасьева (директор), к.т.н., советник РААСН Т.Б. Кайтуков (зам. директора).
НОЦ КМ был оснащён передовой на тот момент вычислительной техникой и широким набором универсальных и специализированных программных комплексов для решения задач численного моделирования напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости конструкций, температурных полей, движения жидкости и газа:
Центр возглавили член-корреспондент РААСН А.М. Белостоцкий (научный руководитель), к.т.н. И.Н. Афанасьева (директор), к.т.н., советник РААСН Т.Б. Кайтуков (зам. директора).
НОЦ КМ был оснащён передовой на тот момент вычислительной техникой и широким набором универсальных и специализированных программных комплексов для решения задач численного моделирования напряженно-деформированного состояния, прочности и устойчивости конструкций, температурных полей, движения жидкости и газа:
- ANSYS Mechanical, Simulia ABAQUS, MSC NASTRAN – для решения наукоемких большеразмерных задач механики твердого тела;
- ПК ЛИРА, SCAD, MicroFE и STARK, Robot Millennium и ANSYS/CivilFEM – для проектирования и научно-технического сопровождения строительных объектов;
- СТАДИО – исследовательская конечно-суперэлементная система для моделирования статики и динамики комбинированных пространственных систем;
- LS-DYNA, ANSYS AutoDYN – для анализа быстропротекающих высоко-нелинейных динамических процессов;
- АСТРА-НОВА – для комплексного прочностного анализа трубопроводных систем атомной и тепловой энергетики, нефтехимии и нефтепереработки, теплосетей и магистральных нефте- и газопроводов;
- ANSYS CFX и Fluent – для моделирования ветровых воздействий, параметров ветровой комфортности, задач аэро- и гидроупругости.
Сотрудники НОЦ КМ МГСУ прошли стажировку в различных ВУЗах и организациях России (МЭИ, НИЦ СтаДиО, ГК Техстрой), в Польше (Варшавский, Краковский и Вроцлавский политехнические университеты, RoboBat), в Германии (Технический университеты Берлина, Бохума и др.), во Франции (Политехническая школа) и в США (ABAQUS) – всюду, где имеется опыт организации информационно-вычислительных лабораторий и центров математического моделирования, а также решения актуальных вопросов компьютерного моделирования в строительстве и других высокотехнологичных отраслях.
Сотрудничество с НИЦ СтаДиО и РААСН, вложенные ресурсы и сформировавшийся молодой творческий коллектив позволили достичь значительных научно-технических и образовательных результатов. Это прежде всего:
Сотрудничество с НИЦ СтаДиО и РААСН, вложенные ресурсы и сформировавшийся молодой творческий коллектив позволили достичь значительных научно-технических и образовательных результатов. Это прежде всего:
- верифицированы в системе РААСН программные комплексы ANSYS Mechanical и Simulia ABAQUS;
- НИРы для "Росатома" (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 АС);
- налажено квалифицированное и оперативное выполнение сложных «коммерческих» наукоемких заказов по профилю центра – Олимпийские объекты (Сочи 2014): прыжковые трамплины, санно-бобслейная трасса и др.; футбольные стадионы к Чемпионату Мира 2018 (Волгоград, Нижний Новгород); высотные здания (Ахмат Tower) и многие другие;
- разработаны и организованы курсы для обучения и повышения квалификации по программным комплексам и тематическим направлениям (численные методы расчёта, моделирование высотных и большепролётных зданий, сооружений гидротехники и атомной энергетики, оборудования и трубопроводов различных отраслей);
- организованы техническая, консультационная и творческая среда для обучения аспирантов и студентов профильных специальностей работе с современным ПО, привлечение их к научно-исследовательской работе;
- защита сотрудниками центра диссертаций по пионерным в российском строительстве направлениям (численное моделирование ветровых воздействий на высотные здания и комплексы, численное моделирование нелинейных процессов разрушения конструкций большепролетных сооружений, адаптивные динамические конечноэлементные модели в основе мониторинга несущих конструкций высотных зданий).
Новый этап развития (с 2020 г. по н.в.)
В 2020 г. по представлению Учёного совета НОЦ КМ присвоено имя проф. А.Б. Золотова, выдающегося ученого, основоположника научной школы численного моделирования в МГСУ. Возрожденный центр возглавили академик РААСН, профессор, д.т.н., А.М. Белостоцкий (научный руководитель), к.т.н. А.И. Нагибович (директор), к.т.н. О.С. Горячевский (зам. директора).
Было проведено полное переоснащение вычислительной техникой, передовым программным обеспечением, в состав включены несколько новых помещений. В 2021 году в центре создан «Отдел аналитических фундаментальных научных исследований по динамике строительных конструкций», который возглавила профессор, докт. физ.-мат. наук М.В. Шитикова – признанный в международном научном сообществе специалист по динамике строительных конструкций.
Ведущим направлением деятельности центра является научно-техническое сопровождение уникальных зданий, сооружений и комплексов на всех этапах их жизненного цикла. Указанное направление включает в себя:
Было проведено полное переоснащение вычислительной техникой, передовым программным обеспечением, в состав включены несколько новых помещений. В 2021 году в центре создан «Отдел аналитических фундаментальных научных исследований по динамике строительных конструкций», который возглавила профессор, докт. физ.-мат. наук М.В. Шитикова – признанный в международном научном сообществе специалист по динамике строительных конструкций.
Ведущим направлением деятельности центра является научно-техническое сопровождение уникальных зданий, сооружений и комплексов на всех этапах их жизненного цикла. Указанное направление включает в себя:
- математическое моделирование поведения уникальных конструкций, зданий и сооружений:
- численное и гибридное моделирование ветровых нагрузок на несущие и ограждающие конструкции;
- численное и гибридное моделирование снеговых нагрузок на покрытия строительных объектов;
- решение связанных задач аэроупругости (моделирование опасных аэроупругих эффектов типа галопирования, дивергенции, флаттера, бафтинга и т.п.);
- численное моделирование параметров ветровой комфортности и разработка комплекса ветрозащитных мероприятий;
- моделирование взаимодействия зданий и сооружений с грунтовым основанием с 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, потеря устойчивости, закритическое поведение, контактные задачи и др.);
- учет конструктивных и технологических особенностей (структурная (конструктивная) нелинейность, генетическая нелинейность) зданий и сооружений (последовательность, поэтапность возведения; чувствительность зданий и сооружений, оценка качества конструктивного решения с позиции чувствительности НДС к отклонениям от проекта);
- расчеты на сейсмические воздействия (на спектры ускорений (варианты линейно-спектральной теории), на акселерограммы, неплатформенные схемы, учет волновых эффектов);
- численное моделирование расчет зданий различных конструктивных схем на прогрессирующее обрушение с учетом реальных динамических высоконелинейных эффектов упруго-вязко-пластичности и больших перемещений;
- построение адаптивных прогнозных математических и компьютерных моделей в составе систем мониторинга на этапах возведения и эксплуатации зданий и сооружений;
- разработка и развитие методов и алгоритмов решения вычислительных задач большой размерности.
- численное и гибридное моделирование снеговых нагрузок на покрытия строительных объектов;
- решение связанных задач аэроупругости (моделирование опасных аэроупругих эффектов типа галопирования, дивергенции, флаттера, бафтинга и т.п.);
- численное моделирование параметров ветровой комфортности и разработка комплекса ветрозащитных мероприятий;
- моделирование взаимодействия зданий и сооружений с грунтовым основанием с 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, потеря устойчивости, закритическое поведение, контактные задачи и др.);
- учет конструктивных и технологических особенностей (структурная (конструктивная) нелинейность, генетическая нелинейность) зданий и сооружений (последовательность, поэтапность возведения; чувствительность зданий и сооружений, оценка качества конструктивного решения с позиции чувствительности НДС к отклонениям от проекта);
- расчеты на сейсмические воздействия (на спектры ускорений (варианты линейно-спектральной теории), на акселерограммы, неплатформенные схемы, учет волновых эффектов);
- численное моделирование расчет зданий различных конструктивных схем на прогрессирующее обрушение с учетом реальных динамических высоконелинейных эффектов упруго-вязко-пластичности и больших перемещений;
- построение адаптивных прогнозных математических и компьютерных моделей в составе систем мониторинга на этапах возведения и эксплуатации зданий и сооружений;
- разработка и развитие методов и алгоритмов решения вычислительных задач большой размерности.
- верификацию программных комплексов в соответствии с требованиями РААСН;
- разработку и актуализацию новых методов расчета зданий и сооружений;
- разработка нормативных документов (стандарты организации по моделирование климатических воздействий, научно-техническому сопровождению, расчетам на сейсмические воздействия и др.);
- научное руководство лабораторией аэродинамической трубы (УНПЛ ААИСК, в соответствии с приказом № 341/130 от 01.06.2021), координация совместных аэродинамических исследований на основе передовых подходов гибридного (синтез численного и физического) моделирования;
- образовательная деятельность, включая тесное сотрудничество с кафедрами "Информатики и прикладной математики" и "Высшей математики", организация научно-производственных практик студентов, выполнение курсовых, дипломных и диссертационных исследований.