Özet Bilgi

Yüksek başarımlı hesaplama, ileri hesaplama sorularını çözebilmek için süper bilgisayarlar ve bilgisayar kümeleri kullanır. Günümüzde teraflop düzeyindeki bilgisayarlar yüksek başarımlı hesaplama bilgisayarı olarak varsayılır. Bulut bilişim ve Sanallaştırma internet tabanlı bilişim hizmetlerinin kullanıcılar arasında paylaşılması ve bilgisayar kaynaklarının kullanıcılardan soyutlanması işlemleridir. Bunu yapmak için kullanılan metotlar bilgisayar kaynaklarının paylaştırılmasını veya birleştirilmesini sağlar. Bulut bilişim ile bilgisayar için gerekli programlar kurulmak yerine, internet üzerinden erişilerek kullanılır. Fiziksel bir bilgi işlem yerine sanal bir ortam oluşturularak Bilgisayar Destekli İleri Hesaplama, Tasarım, Modelleme ve Analizlerin yapılması sağlanır. (Detaylı bilgi ve kullanım başvurusu için http://hpc.harran.edu.tr)


Başarı Ölçütleri

1. Yüksek Başarımlı Hesaplama (YBH) teknolojilerinin kullanımın 3 katına çıkarılması ve yaygınlaştırılması

2. Paralel programlama konusunda ölçeklenebilir uygulamaların en az %80 verimli ve 40x hızlanma katsayılı (Amdahl yasasına göre) elde edilmesi araştırılması ve geliştirilmesi

3. Yoğun hesaplama işlemlerinin yapılması ve hızlandırılmasının sağlanabilmesi için çok sayıda merkezi işlemci, grafik işlemci, yüksek miktarda bellek ve yüksek kapasitelere sahip depolama alanlarının 3 kat daha efektif kullanılması

4. Sanal gerçeklikte 3 boyutlu modelleme, görselleştirme, simülasyon çalışmalarının Grafik işlemci birimlerinin (GPU) kullanılarak yapılması

5. Bilgisayar için gerekli programlar kurulmak yerine, internet üzerinden erişilerek kullanılması

6. Fiziksel bir bilgi işlem yerine sanal bir ortam oluşturulmasının önerilmesi

7. Sanallaştırma ile bilgisayarın donanımsal ve yazılımsal kaynakları soyutlanarak başka bilgisayarlara sunulması problemlerinin çözümünde yenilikçi yaklaşımların hayata geçirilmesi

8. Yoğun hesaplamalar gerektiren işlemler için zaman kaybını ortadan kaldırılması sonucunda; veri analizi, fonksiyonların grafiklerine dair animasyonlar, olasılık işlemlerindeki zenginlik, fizik, kimya, biyoloji ve mühendislikteki çeşitli uygulamalar, görüntü işleme vb. alanlarda güçlü yazılımların kullanılması

9. Teorik ve bilgisayarlı moleküler modelleme yöntemleri sayesinde, moleküllerin davranışını modellemek veya taklit etmek için Grafik işlemci birimlerinin (GPU) kullanılması. Küçük kimya sistemlerinden büyük biyolojik moleküllere ve malzeme gruplarına kadar değişen moleküler sistemleri incelemek için bilgisayarlı kimya, ilaç tasarımı, bilgisayarlı biyoloji ve malzeme bilimi alanlarında araştırmaların yapılması

10. Ürün geliştirme ve iyileştirme süreçlerinde endüstriyel sektörlere akış (CFD) ve yapısal  (FEA) analiz simülasyon çalışmaları ile katkı sağlamak. Ürünlerin tasarım aşamasından sonra prototip üretilmeden önce, sanal ortamda yoğun hesaplama gerektiren testlerinin araştırılması, geliştirilmesi ve yapılması

11. Hesaplamalı kimya ve fizik, kimya ve fizik problemlerini çözmeye yardımcı olmak için bilgisayar simülasyonunu kullanan bilim dallarıdır. Moleküllerin, katıların yapı ve özelliklerini hesaplamak için verimli bilgisayar programlarına dahil edilmiş teorik kimya yöntemlerinin kullanılması. Moleküller üzerinde ve deneysel olarak incelenmesi imkansız veya çok zor olan durağan türleri ve bileşikleri de içeren (mesela kısa ömürlü ara birimler, geçiş yapıları ve benzerleri gibi) kesin veya potansiyel reaksiyonlar üzerinde çalışmaların yapılması için süper bilgisayarların kullanılması, fizik sorunlarını çözebilmek için sayısal algoritmaların üretilmesi ve gerçeklemesinin sağlanması.

12. Yapay zeka, makine öğrenmesi, metasezgisel algoritmalar vb. çalışma alanlarında çok sayıda işlemci içeren düğümler ile dağıtık hesaplama uygulamalarının hayata geçirilmesi, ilgili “state of art” araştırmaların yapılması

13. Sonlu elemanlar analizi ve bilgisayar destekli mühendislik için kullanılan yazılımların bulut ortamında kullanılmasının araştırılarak, mekanik bileşenlerin ve montajların hem modellemesi hem de analizi (ön işleme) ve sonlu eleman analiz sonucunun görselleştirilmesi için yüksek kapasiteli donanımlara sahip süper bilgisayarların bulut ortamında kullanılması

14. İnsansız Hava Araçları (İHA) kullanılarak elde edilen nokta bulutu verileri esas alınarak ulaşılan zeminlerin topoğrafik değişim bilgilerinin, görüntü işleme yöntemi yoluyla geliştirdiğimiz litolojik  değişim esaslı 3D-SE zemin modelleme tekniğine entegrasyonunun sağlanması

15. Savunma amaçlı İHA’larda hızlı bir şekilde gerilme-deformasyon analizi temelli karar alma süreçlerinde, bu tekniğin kullanılabileceğinin gösterilmesi

16. Geliştirilecek 3D-SE modelleme tekniğinin, karmaşık zemin-yapı/yapı-grubu sistemlerinin realistik analizlerinde kullanılabileceğinin gösterilmesi

17. Realistik 3D zemin-yapı/yapı-grubu modelleme sürecinin kısaltılması

18. Geliştirilecek ileri tekniğin, realistik deprem simülasyonlarında kullanılabileceğinin gösterilmesi

19. 3D şev analizlerinde, zemindeki tam kapsamlı bünyesel ve davranışsal malzeme değişimlerini de kapsayacak şekilde, İHA verilerine bağlı topoğrafik varyasyonu da kapsayan, 3D-SE modellerinin yapılabileceğinin ve malzeme koşullarındaki değişime bağlı olarak, analiz edilebileceğinin gösterilmesi (NOT: bu uygulamanın maden açık ocak şevlerinin ve özellikle altın madeni işletme atık tesislerindeki (barajlarındaki) şevlerin, mevcut arazi koordinatlarına göre periyodik olarak analiz edilme ihtiyacına da pratik anlamda cevap vereceği, ve bu kapsamda geliştirilecek 3D-SE modelleriyle, alt zeminin 3D litolojik ve üst zemin ortamının da İHA temelli 3D topoğrafik değişimi sayesinde, detaylı olarak 3D-SE analizlerinin yapılabileceği gösterilecektir. Bu kapsamda, bu karmaşık 3D şev yapılarından oluşan kritik sahaların birleşik şev deprem analizleri, literatürde ilk defa yapılabilecektir.)  

20. Geliştirilecek 3D-SE modelleme tekniğinin, zemin-tünel-yapı/yapı-grupları etkileşim analizlerinde kullanılabileceğinin gösterilmesi (bu kapsamda, realistik İHA verileri ve 3D zemin litolojik varyasyonlarıyla birlikte, kapsamlı tahkimat detaylarıyla, zemin içi ve zemin üstü tüm yapı unsurlarıyla birlikte gerçekçi olarak, 3D-SE ortamında modellenip analiz edilebileceğinin gösterilmesi)

21. Geliştirilecek 3D-SE modelleme tekniğinin, inşaat imalat süreci aşamalarını da kapsayacak şekilde kullanılabileceğinin gösterilmesi, bu sayede özellikle imalat sürecinde deprem analizi gibi deformasyon analizlerinin yapılarak, güvenli inşaat imalatı ortamının sağlanabileceğinin gösterilmesi

22. Geliştirilecek 3D-SE modelleme tekniği yoluyla, daha gerçekçi optimum tasarım değerlerine ulaşılabileceğinin gösterilmesi

23. Geliştirilecek 3D-SE modelleme tekniğinin, derin temel ve kazı analizlerinde, aşamalı inşa tekniği ile birlikte kullanılabileceğinin gösterilmesi

24. Geliştirilecek 3D-SE modelleme tekniğinin, karmaşık zemin etkileşimli yapısal deprem simülasyonlarını, gerçeğe uygun şekilde hesaplanabilir bir düzeye taşıyabildiğinin gösterilmesi (bu sistemlerin, zemin uyumluluk değişimine bağlı olarak, içsel zorlanma, dönme ve ötelenme gibi tüm 3D bileşenleriyle kapsamlı deformasyon analizlerinin yapılabileceğinin gösterilmesi)

25. Serbest saha deprem simülasyonlarının, literatürde ilk defa, 3D zemin litolojik ve topoğrafik değişimlerini de kapsayacak şekilde yapılmasını sağlamak (serbest saha analiz sonuçları, pratik uygulamalardaki yapısal deprem analizlerinde girdi verisi olarak kullanıldığı için, bu ilerlemeyle daha güvenli yapısal simülasyonların yapılmasına olanak sağlanacaktır.)

26. 3D zemin litolojik ve topoğrafik değişimlerini içeren bu yeni modelleme tekniği sayesinde,  daha gerçekçi yapısal deprem güvenlik değerlendirmeleri yapabilmek (bu sayede hem daha güvenli yapıların oluşturulması sağlanabilecek hem de mevcut riskli yapıların daha gerçekçi simülasyonları yapılabilecektir.)

Bunun yanı sıra;

Yukarıda açıklanan çalışma konuları kapsamında, etki faktörü (Impact Factor) düzeyi 2 ve üzerinde olan SCI/SCI-Exp. indeksli dergilerde, yılda ortalama en az 2-3 yayın yapmak

Çıktılardan Uluslararası ve Ulusal patent başvuruları yapmak

TÜBİTAK ve/veya Avrupa Birliği projeleri almak

Bu kapsamda Uluslararası ve Ulusal büyük seçkin firmalarla birlikte çalışarak, ek araştırmalarla, HPC merkezinin finansal açıdan desteklenmesini sağlamak

Çalışma grubunu genişleterek, yurt içinden ve dışından araştırmacı ve akademisyenlerle ortak araştırmalar yürütmek


Yürütücüler

Doç. Dr. İ. Berkan AYDİLEK Prof. Dr. H. Murat ALGIN


Anahtar Kelimeler

Yüksek Başarımlı Hesaplama, 3D Sonlu Elemanlar (SE) modellemesi, Moleküler modelleme, Görüntüleme yöntemleri, Nümerik Analiz