Scalable algorithms based on the domain decomposition methods for the solution of transient contact and impact problems with friction
Project goals
In this project we will focus on the efficient solving of large transient multibody contact problems with friction. We will use our in-house algorithms SMALSE and MPGP developed for the efficient solution of the QPQC (Quadr. Prog. with Quadr. Constr.) problems resulting from the dual formulation of contact problems with friction and combine them with the energy conserving time discretization schemes. These schemes stabilize the solution in terms of energy and contact pressure during transient analysis due to avoiding non-physical oscillations. Total FETI based domain decomposition methods will be used for the massive parallel solution up to thousands of cores. To improve the rate of convergence we will extend and apply our results on preconditioning bythe conjugate projector to the corresponding QPQC problems. Finally, we will implement a parallel algorithm for detection of contact zones and apply consistent (mortar) discretization to contact conditions. All the above ingredients lead to the powerfultool for computing large real-world problems of contact mechanics.
Keywords
domain decompositionTotal FETIcontact problemsdynamicsimpact problemsfrictionconjugate projectorhybrid FETI methods
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Post-graduate (doctorate) grants
Call for proposals
Postdoktorandské granty 14 (SGA0201300006)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
13-30657P
Alternative language
Project name in Czech
Škálovatelné algoritmy založené na metodách rozložení oblastí pro výpočet dynamických kontaktních úloh a rázu těles se třením
Annotation in Czech
V tomto projektu se zaměříme na efektivní řešení rozsáhlých dynamických kontaktních úloh se třením. K tomu využijeme naše algoritmy kvadratického programování SMALSE a MPGP vyvinuté pro efektivní řešení úloh kvadratického programování s kvadratickými vazbami vznikajícími v duální formulaci kontaktních úloh a zkombinujeme je s časově-diskretizačními schématy zachovávajícími energii. Tato schémata stabilizují řešení dynamických úloh s ohledem na celkovou energii a kontaktní napětí, eliminují nefyzikální oscilace. K masivní paralelizaci kódu využijeme metody rozložení oblastí založené na Total FETI a pro zlepšení konvergence řešiče rozšíříme a aplikujeme předpodmínění konjugovaným projektorem na řešení úloh kvadratického programování s kvadratickými vazbami. Nakonec implementujeme paralelní algoritmus pro detekci kontaktních zón a aplikujeme konzistentní mortarovou diskretizaci na kontaktní podmínky. Výše uvedené ingredience vedou k robustnímu nástroji pro řešení rozsáhlých inženýrských úloh kontaktní mechaniky.
Scientific branches
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
The project was devoted to the advanced massive parallel solutions of dynamic contact and impact problems with friction. The solver ESPRESO using the Total FETI and the Hybrid Total FETI algorithms have been developed. These algorithms have been combinedwith the newly implemented energy conserving time discretization schemes. The results have been published and documented.
Solution timeline
Realization period - beginning
Feb 1, 2013
Realization period - end
Dec 31, 2015
Project status
U - Finished project
Latest support payment
Mar 26, 2015
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP16-GA0-GP-U/01:1
Data delivery date
May 6, 2016
Finance
Total approved costs
1,857 thou. CZK
Public financial support
1,857 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Basic information
Recognised costs
1 857 CZK thou.
Public support
1 857 CZK thou.
100%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JR - Other machinery industry
Solution period
01. 02. 2013 - 31. 12. 2015