I-5-msuce-1 Паспорт совместного российско-американского проекта
| Вид материала | Исследование |
- N-01-tisncm-2 Паспорт совместного российско-американского проекта, 87.7kb.
- N-01-tisncm-3 Паспорт совместного российско-американского проекта, 137.09kb.
- N-04-griem-1 Паспорт совместного российско-американского проекта, 128.11kb.
- N-09-tips ras-1 Паспорт совместного российско-американского проекта, 125.92kb.
- Создание совместных предприятий на базе интегрированных структур опк россии и их участие, 10.59kb.
- Программа шестого совместного заседания Российско-Арабского Делового Совета, 113.14kb.
- Российско-американский саммит лидеров институтов гражданского общества 6-7 июля 2009, 977.62kb.
- Методическое представление Введение. Методический паспорт учебного проекта. Осуществление, 257.36kb.
- Отчет о поездке рабочей группы рии в рамках совместного международного проекта темпус, 643.52kb.
- Консультационный центр по вопросам образования в США при поддержке Госдепартамента, 44.36kb.
I-5-MSUCE-1
Паспорт совместного российско-американского проекта
1. Название.
Разработка, исследование, программно-алгоритмическая реализация, верификация и апробация адаптированной многоуровневой методики математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности.
2. Аннотация.
Мировой опыт, отраженный в многочисленных трудах конференций, публикациях и монографиях, известные события последних лет в крупных городах планеты свидетельствуют: проблема обеспечения техногенной безопасности и комфортности мегаполиса является актуальной, наукоемкой и, к сожалению, далекой от практического решения.
Цель проекта состоит в обеспечении техногенной безопасности и комфортности уникальных объектов строительства на основе разработки и верификации современных методов и программно-алгоритмических средств математического моделирования ветрового, температурного, напряженно-деформированного и других состояний, прочности и устойчивости при действии нормативно регламентированных нагрузок и воздействий.
Реализуются следующие основные задачи проекта:
- углубленное моделирование нормативно регламентированных нагрузок и воздействий, включая ветровые (средние и пульсационные на несущие конструкции, пиковые на фасадные конструкции, комфортность пребывания в пешеходных зонах и др.), температурные (от гипотетических пожаров) и локальные аварийные воздействия (инициирующие возможное прогрессирующее разрушение) на основе численного решения трехмерных уравнений газодинамики с использованием технологии распределенных параллельных вычислений;
- уточненный анализ стационарных и нестационарных теплового, статического и динамического напряженно-деформированного состояний конструкций на основе разработки и применения многоуровневых численных и численно-аналитических методов (в том числе многосеточных схем метода конечных элементов), позволяющих решать задачи сверхвысокой размерности (десятки миллионов неизвестных) с использованием параллелизации вычислений на кластерах;
- разработка, верификация (в том числе в системах Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору Российской Федерации и Российской академии архитектуры и строительных наук) и внедрение в практику ведущих научно-исследовательских и проектно-конструкторских фирм универсальных и объектно-ориентированных программных комплексов, реализующих многоуровневую методику;
- внедрение разработанной многоуровневой методики в учебный процесс учреждений высшего профессионального и дополнительного образования, диссертационные работы аспирантов и докторантов.
3. Описание предполагаемых результатов реализации проекта.
Адаптированная многоуровневая методика математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности, реализующее программно-алгоритмическое обеспечение, трансферт технологий, интеллектуальная собственность.
4. Наиболее близкие по тематике проекты в мире, реализующиеся в настоящее время.
1. “Computer-based destruction using controlled explosives”. DFG-Forschergruppe. FOR500 (Prof. Dr.-Ing. habil. Dietrich Hartmann, Dr.-Ing. Michael Breidt, Dr.-Ing. Kai Erlemann, M.Sc. Tanongsak Sikiwat).
2. “Disaster-Resilient Buildings, Infrastructure, and Communities”. Strategic goal of the Engineering Laboratory of the National Institute of Standards and Technology (Dr. S. Shyam Sunder).
3. “Real-time monitoring the response of tall buildings around the world including the world's tallest, Burj Khalifa (formerly Burj Dubai) and Guangzhou TV Tower and their condition assessment”. (research interest of Prof. Ahsan Kareem, University of Notre Dame).
4. Cooperative project for CFD prediction of wind environment. Architectural Institute of Japan (A. Mochida, Y. Tominaga, S. Murakami, R. Yoshie, T. Ishihara, R. Ooka).
5. “Computational Building Performance Simulation (CBPS)” Part of the large Dutch Research Programme “Climate Proof Cities” (Dr. ir. Bert Blocken).
5. Новизна, описание конкурентных преимуществ результатов.
Научная новизна и конкурентные преимущества результатов состоят, главным образом, в корректных математических постановках и комплексной разработке универсальных и устойчивых с вычислительной точки зрения адаптивных многоуровневых методов математического моделирования, пригодных для решения широкого круга задач по исследованию поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности.
6. Кто является потенциальным потребителем результатов.
Потенциальными потребителями результатов являются ведущие профильные научно-исследовательские и проектно-конструкторские фирмы, высшие учебные заведения, учреждения дополнительного образования.
7. Где, когда и какой эффект, в том числе экономический ожидается от использования результатов проекта.
Разрабатываемые методы и алгоритмы соответствуют мировому уровню (а по ряду позиций превышают его), что позволяет рассчитывать на масштабное позиционирование в ближайшие годы результатов настоящего проекта на российских и зарубежных рынках сбыта. Планируется формирование новых секторов спроса на мировых рынках и создание рабочих мест для высококвалифицированных работников.
8. Предполагаемые организации – участники консорциума по профилям: научные, образовательные, бизнес. Контактная информация руководителей проекта в каждой организации и общего координатора.
Участники консорциума:
- ГОУ ВПО Московский государственный строительный университет
адрес: 129337, Россия, г. Москва, Ярославское шоссе, дом 26
интернет-сайт: ru
руководитель проекта: проф., д.т.н. Сидоров Владимир Николаевич
(тел./факс +7(499)183-59-94, e-mail: sidorov.vladimir@gmail.com),
- ЗАО «Научно-исследовательский центр СтаДиО»
адрес: 125040, Россия, г. Москва, ул. Верхняя, 34, офис 412
интернет-сайт: o.ru
руководитель проекта: проф., д.т.н. Белостоцкий Александр Михайлович
(тел./факс +7(499)183-59-94, e-mail: stadyo@stadyo.ru)
- Ruhr-Universität Bochum
адрес: Ruhr-Universität Bochum, 44780, Bochum, Germany
интернет-сайт: uni-bochum.de/
руководитель проекта: Prof. Dr.-Ing. Marcus König
(Institute of Computational Engineering, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Building UV 6/153, Universitätsstraße 150, 44801, Bochum;
phone: +49(0)234 32-23047, fax: +49(0) 234 32-14292;
e-mail: koenig@inf.bi.rub.de)
- Beijing University of Civil Engineering and Architecture
адрес: No.1, Zhanlanlu, Xicheng District, Beijing
интернет-сайт: .edu.cn/
руководитель проекта: Prof. Chengzhi Qi
(e-mail: qczbicea@yahoo.com.cn, gichengzhi@mail.ru)
- Wrocław University of Technology
адрес: 27 Wybrzeże Wyspiańskiego St, 50-370 Wrocław, Poland
интернет-сайт: roc.pl/
руководитель проекта: Prof. Dr. Hab. Inż. Zbigniew Wójcicki
(Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego, Instytut Inżynierii Lądowej, Zakład Dynamiki Budowli, Wyb. Wyspiańskiego 27, 50-370, Wrocław, Polska,
phone: +(4871)320 23 37; fax: +(4871)320 37 79;
e-mail: zbigniew.wojcicki@pwr.wroc.pl)
- SCAD Soft
адрес: Украина, 03037, Киев, ул. Ивана Клименко 4, к. 20
интернет-сайт: oft.com/
руководитель проекта: проф. д.т.н. Перельмутер Анатолий Викторович
(тел +38 044 249 71 93; тел./факс +38 044 249 71 91;
e-mail: scad@scadsoft.com)
- Компания CADFEM CIS
адрес: 111672, Россия, Москва, ул.Суздальская 46, офис 203
интернет-сайт: u/
руководитель проекта: Локтев Валерий Дмитриевич
(тел. +7(495)644-06-08, факс. +7(495)644-06-09; e-mail: info@cadfem-
cis.ru)
- Инжиниринговая компания ТЕСИС
адрес: 127083, Россия, Москва, ул. Юннатов, дом 18, к. 705
интернет-сайт: .com.ru/
руководитель проекта: к.т.н. Рыжов Сергей Андреевич
(тел./факс: +7(495)612-44-22; +7(495) 12-42-62; +7(495)612-81-09;
e-mail: sr@tesis.com.ru)
- Общий координатор проекта:
чл.-корр. РААСН, проф., д.т.н. Король Елена Анатольевна
(129337, Россия, г. Москва, Ярославское шоссе, дом 26;
тел. +7(495)287-49-14; e-mail: korol@mgsu.ru)
9. Описание вклада каждой организации в итоговый результат.
ГОУ ВПО Московский государственный строительный университет – координация работ по проекту, разработка и исследование адаптированной многоуровневой методики математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности; внедрение результатов исследований в учебный процесс.
ЗАО «Научно-исследовательский центр СтаДиО» – программно-алгоритмическая реализация, верификация и апробация адаптированной многоуровневой методики математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности; внедрение результатов исследований в универсальные программные комплексы промышленного типа.
Ruhr-Universität Bochum, Beijing University of Civil Engineering and Architecture, Wrocław University of Technology – разработка, исследование и апробация отдельных методов и алгоритмов в рамках адаптированной многоуровневой методики математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности; программно-алгоритмическая реализация и тестирование отдельных модулей;
SCAD Soft, Компания CADFEM CIS, Инжиниринговая компания ТЕСИС – тестирование, верификация и апробация отдельных составляющих адаптированной многоуровневой методики математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности; написание и апробация реализующих макросов.
10. Преимущества от участия иностранных организаций.
Эффективное, экономически оправданное решение задач обеспечения техногенной безопасности и комфортности зданий, сооружений и комплексов осуществляется на основе прогнозного математического моделирования состояний объектов с использованием развитых программно-алгоритмических комплексов, реализующих численные методы механики. Широкое распространение нетипового строительства, точечной застройки, повышение высотности зданий и возведение большепролетных сооружений уникальной архитектуры привело к существенному усложнению решаемых задач. Возникла необходимость учета ряда факторов, не получивших должного отражения в отечественных программных комплексах, пригодных, в основном, для решения типовых практических задач в рамках российских строительных норм и правил. Такие сложные задачи могут быть решены лишь в зарубежных «тяжелых» программных комплексах (ANSYS, ABAQUS и др.), характеризующихся большой сложностью и инновационностью алгоритмов, а также нехваткой русскоязычной документации. Участие в проекте иностранных организаций – разработчиков и дистрибьюторов программного обеспечения позволит, в частности, проводить верификационные исследования на высоком научном уровне с применением мощнейших современнейших вычислительных технологий. Важным моментом является также изучение и привлечение зарубежного опыта разработки специализированного программного обеспечения, являющегося мощнейшим решением для своих сегментов рынка. Совместное участие в реализации проекта российских и зарубежных вузов исключительно полезно с точки зрения синтеза научных наработок по заявленной проблеме и последующей интеграции результатов исследований в учебных процесс.
11. Потенциальные иностранные участники проекта, которые могли бы внести существенный вклад в итоговый результат.
Ruhr-Universität Bochum (Германия) – существующий партнер;
Beijing University of Civil Engineering and Architecture (Китай) – существующий партнер;
Wrocław University of Technology (Польша) – существующий партнер;
SCAD Soft (Украина) – существующий партнер;
H.W. Wai (International) Limited – Hong Kong. Architects & Engineers (Китай) – существующий партнер;
Smart Team Development (Hong Kong) Limited (Китай) – существующий партнер;
SIMULIA (США) /Rising Sun Mills, 166 Valley Street, Providence, RI 02909-2499/ – потенциальный и желаемый партнер;
ANSYS (США) – потенциальный и желаемый партнер;
National Institute of Standards and Technology (США) – потенциальный и желаемый партнер;
United States Department of Transportation – Federal Highway Administration (США) – потенциальный и желаемый партнер;
Architectural Institute of Japan (Япония) – потенциальный и желаемый партнер.
12. Краткая предыстория формирования проекта.
Современная концепция требует, чтобы математические модели сопровождали объекты на всех этапах их зарождения (проектирования и строительства) и жизни (эксплуатации, ремонта и реконструкции), обеспечивая адекватный и полный анализ и прогноз их состояния. Последние годы указанный подход находит понимание, как в России, так и за рубежом, где проектируются, строятся и уже эксплуатируются большепролетные сооружения, высотные многофункциональные здания и другие ответственные и уникальные объекты городской инфраструктуры, зачастую весьма слабо обеспеченными действующими нормативными требованиями и методиками. Кроме того, все нарастающее значение имеет проблема износа основных фондов, в частности, старения сооружений и коммуникаций. В России глубина математического моделирования состояния социально ответственных объектов города зачастую была недостаточной и зависела от множества весьма субъективных факторов, что привело к известным трагическим последствиям-катастрофам и к прослеживаемой тенденции ухудшения экологического состояния (распространение вредных газов, повышенная вибрация от транспорта, ветровых нагрузок и пр.). Участниками проекта было выработано единое понимание того, что к разработке научного, методического, нормативного и программного обеспечения для обоснования техногенной безопасности и комфортности ответственных объектов необходимо привлечь ученых, представляющих академические сообщества, высшие учебные заведения, отраслевые институты и научные центры разных стран, требуется осмысление мирового опыта и технологий. Участники проекта имеют существенный задел по заявленной теме (в том числе в области разработки универсальных программных комплексов промышленного типа и выполнения автоматизированного проектирования, мониторинга и комплексного наукоемкого расчетно-теоретического и экспериментального обоснования напряженно-деформированного (и иного) состояния, прочности, надежности и безопасности ответственных объектов энергетики, гражданского и промышленного строительства, машиностроения, биотехнологии и других высокотехнологичных отраслей (ПК СТАДИО, ПК АСТРА и др.), отдельные наработки были отмечены государственными и общественными наградами, поддержаны грантами. В состав научно-творческого коллектива по российской части проекта входят руководители (проф. д.т.н. В.Н. Сидоров, проф. д.т.н. А.М. Белостоций) и члены ведущей научной школы Российской Федерации «Численное и экспериментальное моделирование и методы прикладной математики в задачах строительства» (Грант НШ-8684.2010.8 Президента Российской Федерации для государственной поддержки ведущих научных школ Российской Федерации «Многоуровневые численные, аналитические и экспериментальные методы исследования прочности зданий и сооружений с учетом конструктивных и физических особенностей» на 2010-2011 гг.).
13. Предварительный план подготовки и реализации проекта по каждой организации, включая координационные мероприятия.
Срок реализации проекта – 3 года.
Периодичность проведения координационных мероприятий – ежеквартально.
1 год – разработка адаптированной многоуровневой методики математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности.
2 год – исследование и программная реализация адаптированной многоуровневой методики математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности.
3 год – исследование, апробация и верификация адаптированной многоуровневой методики математического моделирования поведения уникальных зданий, сооружений и комплексов с целью обеспечения их техногенной безопасности и комфортности.
14. Объем финансирования (существующий и необходимый), включая предполагаемые источники и объемы софинансирования.
Существующий объем финансирования – 5 миллиона рублей.
Необходимый объем финансирования – 20 миллионов рублей в год.
Предполагаемые источники софинансирования – высшие учебные заведения, фирмы – разработчики и дистрибьюторы программного обеспечения, бизнес-сообщество, гранты на решение локальных задач в рамках общей проблемы.
Предполагаемые объемы софинансирования – 5 миллионов рублей в год.
Направления расходования средств: заработная плата участников проекта, командировочные расходы (участие в координационных мероприятиях, семинарах, научно-технических конференциях, натурные наблюдения и т.д.), приобретение оборудования и программного обеспечения, издание монографий и информационно-аналитических материалов.