Creation of an interface for training and simulation of reduced order models in strucutral mechanics

Normalment, l’alta precisió no és la màxima prioritat en enginyeria civil, la majoria de casos, només requereix un ordre de magnitud d’un problema. Aquesta tesi pretén d’establir una interfície per entrenar i crear fitxers necessaris per executar una simulació mitjançant un model d’ordre reduït (ROM). El ROM és un mètode pràctic que millora significativament la velocitat de càlcul proporcionant un model de rang baix per presentar un sistema complet i complex. La descomposició del valor singular (SVD) és una de les tècniques per obtenir aquest model de rang baix. El SVD proporciona uns criteris per seleccionar mesuraments mantenint les més rellevants i descartant la resta sense alterar massa els originals. La metodologia consisteix en crear una interfície gràfica d'usuari per tal que els altres puguin fer modificacions sota un específic marc definit pel processador GiD, i després visualitzar la simulació a través d'un mòdul científic de Python anomenat VTK plotter. Els resultats presenten una simulació d’una ala d’avió, fixada en part connectada amb el cos de l’avió i aplicada una pressió a l’altre extrem. Atès que el ROM millora dràsticament la velocitat de càlcul, es pot visualitzar en temps real una simulació que mostra com varien els desplaçaments de l’estructura en canviar les pressions aplicades a la superfície. Tot i que l'estructura presentada és un cas particular, la metodologia s'adapta perfectament a altres casos d'infraestructura de manera que els enginyers puguin obtenir ràpidament la resolució d'una estructura canviant diferents paràmetres.Normalmente, la alta precisión no es la máxima prioridad en ingeniería civil, la mayoría de casos, sólo requiere un orden de magnitud de un problema. Esta tesis pretende establecer una interfaz para entrenar y crear ficheros necesarios para ejecutar una simulación mediante un modelo de orden reducido (ROM). El ROM es un método práctico que mejora significativamente la velocidad de cálculo proporcionando un modelo de rango bajo para presentar un sistema completo y complejo. La descomposición del valor singular (SVD) es una de las técnicas para obtener este modelo de rango bajo. El SVD proporciona unos criterios para seleccionar mediciones manteniendo las más relevantes y descartando el resto sin alterar demasiado los originales. La metodología consiste en crear una interfaz gráfica de usuario para que los demás puedan hacer modificaciones bajo un específico marco definido por el procesador GiD, y luego visualizar la simulación a través de un módulo científico de Python llamado VTK plotter. Los resultados presentan una simulación de un ala de avión, fijada en parte conectada con el cuerpo del avión y aplicada una presión en el otro extremo. Dado que el ROM mejora drásticamente la velocidad de cálculo, se puede visualizar en tiempo real una simulación que muestra cómo varían los desplazamientos de la estructura en cambiar la presión aplicada a la superficie. Aunque la estructura presentada es un caso particular, la metodología se adapta perfectamente a otros casos de infraestructura por lo que los ingenieros puedan obtener rápidamente la resolución de una estructura cambiando diferentes parámetros.High accuracy is usually not the top priority in civil engineering, most of the time, it just requires an order of magnitude of a problem. This thesis aims to establish an interface for training to create necessary files to run a simulation using reduced order model (ROM). ROM is a handy method that significantly improves the computational speed providing a low-rank model to present the full complex system. The singular value decomposition (SVD) is one of the techniques to get that low-rank model. The SVD provides selection criteria of measurements keeping the most relevant ones and discarding the rest without altering too much the original ones. The methodology consists of creating a graphical user interface to do modifications under a specific settled frame defined by the processor GiD, then visualizing the simulation through a scientific python module called VTK plotter. The results showed a simulation of an airplane wing, fixed in part connected with the airplane body and applied a load at the other extreme. Since the ROM improves computational speed dramatically, a simulation that shows how the displacements of the structure vary by changing the pressure applied to the surface can be visualized in real-time. Although the structure presented is a particular case, the methodology suits perfectly other infrastructures cases so that engineers can quickly get the resolution of a structure changing different parameters