Istraživanja financira Hrvatska zaklada za znanost – projekt IP-2026-4668
Voditelj: prof. dr. sc. Marko Čanađija
Istraživačka grupa: izv. prof. dr. sc. Sanjin Kršćanski, izv. prof. dr. sc. Ante Skoblar, v. asist. dr. sc. Martin Zlatić
Sažetak:
Predloženo istraživanje ima za cilj proširiti praktične granice veličine problema koje se mogu rješavati konvencionalnom metodom konačnih elemenata (MKE) za spregnute višefizičke probleme. Poseban naglasak bit će stavljen na termomehaničke sustave, uz dodatne primjene na elektromehaničke i elektromagnetomehaničke pojave. U početnoj fazi projekta fokus će biti na linearnim problemima, dok u drugoj fazi slijedi proširenje na materijalne nelinearnosti. Za ostvarenje ovih ciljeva istraživanje će se temeljiti na nedavno razvijenim hijerarhijskim neuronskim mrežama dubokog učenja (HiDeNN/C-HiDeNN), računalnom okviru koji je pokazao iznimnu učinkovitost u jednofizičkim simulacijama. HiDeNN preoblikuje klasičnu metodu konačnih elemenata unutar okvira strojnog učenja, oslanjajući se na masovno paralelne grafičke procesore (GPU) te implementaciju u JAX i JAX-FEM okruženjima. Sav razvijeni kod bit će izrađen korištenjem otvorenih Python biblioteka. Očekivani rezultat je jedinstven C-HiDeNN-temeljen računalni okvir sposoban za rješavanje velikih linearnih i nelinearnih višefizičkih problema izvan dosega postojećih MKE pristupa. Okvir će biti provjeren u odnosu na uobičajene benchmark primjere i analitička rješenja, a razvit će se i novi benchmark problemi relevantni za inženjerske primjene. Razvijena metodologija omogućit će detaljnije i realističnije simulacije od onih koje su trenutno moguće standardnim MKE alatima. Posljedično, predloženi okvir podržat će unaprjeđenje projektiranja naprednih materijala, energetskih sustava i inženjerskih konstrukcija koje djeluju u višefizičkim okruženjima. Dodatno, rezultati mogu biti korisni razvojnim timovima MKE softvera i inženjerima koji rade na složenim višefizičkim sustavima, vodeći jačanju suradnje između akademske zajednice i industrije u području računalne mehanike.