Baza technologii


Logo wpisu Beafire -  odporność ogniowa belek żelbetowych

Beafire - odporność ogniowa belek żelbetowych

Centrum Transferu Technologii Politechnika Krakowska

Opis technologii

Oprogramowanie Beafire jest narzędziem inżynierskim służącym do wyznaczania odporności ogniowej belek żelbetowych. Oprócz wyznaczenia wartości odporoności ogniowej użytkownik ma możliwość monitorowania zmian temperatury w wybranym przekroju elementu oraz redystrybucji pól momentów zginających w wyniku lokalnych zmian sztywności elementu żelbetowego, poddanego oddziaływaniu wysokiej temperatury. W obliczeniach przyjęto założenia zgodne z~zaleceniami inżynierskich norm projektowania konstrukcji żelbetowych (EN 1992-1-1, EN 1992-1-2). Architektura pakietu Na pakiet Beafire składają się trzy niezależne programy (executables): Beafire - graficzny interfejs użytkownika. Program dostarcza okienkowy interfejs umożliwiający definiowanie zadania i wizualizację wyników, np. pola temperatury w przekroju belki. Dane wprowadzane przez użytkownika są zapisywane w pliku, który jest przesyłany do programu BeafireKernel w celu wykonania obliczeń. BeafireKernel - silnik obliczeniowy. Jest to program, który na podstawie danych zapisanych w pliku przeprowadza obliczenia odporności ogniowej. W nim zawarta jest implementacja opracowanego w projekcie podejścia do wyznaczania odporności ogniowej. Zadanie wyznaczania niestacjonarnego rozkładu temperatury jest delegowane do programu Tochnog. Tochnog - jest to solver wykorzystujący Metodę Elementów Skończonych. Komunikacja pomiędzy powyższymi komponentami odbywa się poprzez odpowiednio zaprojektowane pliki danych i standardowe mechanizmy komunikacji między procesami. Opis rozwiązań Program Beafire jest zaimplementowany w języku C++. Graficzny interfejs użytkownika zbudowano z wykorzystaniem biblioteki Qt (versja >=5). W celu ułatwienia konstruowania interfejsu dla większości widgetów specyficznych dla Beafire zaimplementowano rozszerzenia (plugins) pozwalające na ich łatwe używanie w QtDesigner. Zadanie definiowane w programie Beafire jest zapisywane w postaci pliku danych w formacie XML. Eksport i import do i z tego formatu jest realizowany przez obiekty QXmlStreamReader i QXmlStreamWrite z biblioteki Qt. Rysunki, statycznie i dynamicznie generowane na podstawie wprowadzanych danych, są zapisywane w formacie SVG (Scalable Vector Graphics). Obsługa tego formatu jest realizowana przy użyciu biblioteki simple-svg (https://github.com/ipa/simple-svg). Renderowanie rysunków jest wykorzystywane przez moduł SVG biblioteki Qt. Przekazywanie danych między Beafire a BeafireKernel odbywa się z wykorzystaniem mechanizmu serializacji. Implementacja bazuje na bibliotece Cereal (https://uscilab.github.io/cereal/). Do renderowania raportów z Beafire w formatach PDF lub HTML jest wykorzystywana biblioteka KDReports (https://github.com/KDAB/KDReports). Obsługa wykresów w widgetach Beafire jest realizowana z wykorzystaniem biblioteki KDChart https://www.kdab.com/development-resources/qt-tools/kd-chart/ Wizualizacja pola temperatury w przekroju belki jest realizowana za pomocą biblioteki VTK i jej modułu QVTK dostarczającego odpowiednich widgetów. Program BeafireKernel jest zaimplementowany w języku C++ (w standardzie C++11). Wiersz poleceń programu BeafireKernel obsługiwany jest za pomocą biblioteki tclap (Templatized C++ Command Line Parser Library, http://tclap.sourceforge.net/). Komunikacja między procesami - dokładniej komunikacja między BeafireKernel a programem Tochnog jest obsługiwana przez bibliotekę Boost.Process. W obecnej wersji pakietu część obliczeniowa programu BeafireKernel jest zaimplementowana jako prototyp w języku Matlab. Komunikacja tego prototypu z częścią w języku C++ odbywa się za pośrednictwem plików w formacie HDF5. Program BeafireKernel posiada opcję generowania raportów niezależnie od raportów w programie Beafire. Raporty są tworzone przez kompilację dokumentów LaTeX’a generowanych z szablonów w formacie {{mustache}}. Obsługa mustache jest realizowane przez bibliotekę mstch (https://github.com/no1msd/mstch). Silnik MES do rozwiązywania problemu niestacjonarnego przepływu ciepła zbudowano na bazie zmodyfikowanej wersji OpenSource programu Tochnog (http://tochnog.sourceforge.net/). Kompilacja programu Beafire jest zarządzana przez qmake. Kompilacja programu BeafireKernel i Tochnog jest zarządzana przez CMake. Kod źródłowy pakietu Beafire jest zarządzany poprzez repozytorium git w serwisie Bitbucket. Dokumentacja kodu źródłowego jest tworzona z użyciem Doxygen. Zmiany w kodzie źródłowym pakietu Beafire są monitorowane z użyciem serwera Jenkins. Binarna dystrybucja pakietu Beafire (programy Beafire, BeafireKernel, Tochnog i wymagane biblioteki DLL) w formacie AppImage jest generowana automatycznie za pośrednictwem serwera Jenkins. Literatura: Przłady analiz zrealizowancy opisywaną technologą można znaleźć w artykule: Analiza obliczeniowa belek żelbetowych obciążonych pożarem // Adam Wosatko, Szymon Seręga, Maja Szlesińska, Roman Putanowicz // Inżynieria i Budownictwo. – 2019, R. 75, Nr 6, s. 269-274

Zalety / korzyści z zastosowania technologii

- Opracowany algorytm łącący jednowymiarowe zadanie mechaniczne z dwuwymiarowym zadaniem termicznym pozwala osiągnąć dużą wydajność obliczeń. - Część GUI i silnik obliczeniowy mogą być wykorzystywane niezależnie, co pozwala na bazie tych komponentów budować nowe narzędzia. - implementacja algorytmu została pozytywnie zweryfikowana przez porównanie z innymi programami oraz wynikami eksperymentalnymi dostępnymi w literaturze.

Zastosowanie rynkowe

Firmy informatyczne zajmujące się rozwijaniem oprogramowania w zakresie inżynierii lądowej, biura konstrukcyjne, jednostki badawcze zajmujące się analizą konstrukcji w warunkach pożarowych

Tagi

Branże

Lokalizacja

Dane podmiotu

Nazwa: Centrum Transferu Technologii Politechnika Krakowska

NIP: 6750006257

Adres www: http://www.pk.edu.pl

Typ podmiotu: Jednostka naukowa

Forma ochrony

Strzeżone know-how

Poziom gotowości technologicznej

TRL 4

Forma komercjalizacji

Sprzedaż praw własności

Dodatkowe informacje

Inne podmioty/osoby nie posiadają praw własności do tej technologii.
Posiadający technologię zapewnia doradztwo związane z wdrożeniem.

Dodano 12 maja 2021 16:52

Wróć na stronę "Bazy"