Thạc sỹ đầu tiên bảo vệ thành công luận văn từ khai thác hệ thống máy chủ tính toán hiệu năng cao HPC

Ngày 29/10/2020, học viên cao học Nguyễn Hồng Hạnh, chuyên ngành Kỹ thuật điện do TS. Đặng Hoàng Anh - Viện Công nghệ HaUI hướng dẫn, đã bảo vệ thành công luận văn thạc sỹ với đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm JEPLUS+EA vào thiết kế tối ưu tiêu thụ năng lượng tòa nhà”. Đây là Thạc sỹ đầu tiên thực hiện đề tài nghiên cứu và tính toán trực tiếp trên máy chủ hiệu năng cao tại phòng Lab Mô phỏng và Tính toán Hiệu năng cao thuộc Viện. Hội đồng bảo vệ luận văn thạc sỹ do TS. Nguyễn Quang Thuấn làm chủ tịch.

Hội đồng bảo vệ luận văn Thạc sỹ “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm JEPLUS+EA vào thiết kế tối ưu tiêu thụ năng lượng tòa nhà” tại trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

Nội dung của đề tài tập trung giải quyết ba vấn đề lớn. Cụ thể là: Tìm hiểu tổng quan về các vấn đề năng lượng trong các công trình xây dựng, vai trò của mô phỏng và tối ưu hoá sử dụng năng lượng. Tìm hiểu về phần mềm jEPlus+EA và giải thuật di truyền được sử dụng trong phần mềm. Ứng dụng tối ưu hoá sử dụng năng lượng cho mô phỏng công trình xây dựng.

Luận văn thực hiện tối ưu hóa thiết kế cho hai dạng công trình phổ biến trong các khu đô thị là nhà ở thấp tầng và văn phòng cao tầng tại Hà Nội. Các mô hình mô phỏng được tạo ra để khái quát các đặc điểm của từng loại công trình cụ thể và thể hiện sự biến đổi trong tòa nhà bằng cách tham số hóa các yếu tố của công trình, các thành phần cũng như tính năng thiết kế. Bằng cách mô phỏng hiệu suất năng lượng chi tiết cho mô hình và nghiên cứu tham số, phương pháp này cho phép phân tích toàn diện hiệu suất năng lượng của các loại hình công trình đặc trưng dựa vào đường đặc tính Pareto. Giải pháp được chọn là thiết kế mang tính cân bằng giữa các mục tiêu được đặt ra ban đầu của chủ đầu tư.

Với việc thực hiện phân tích nhiều tham số phức tạp, jEPlus+EA là công cụ để tạo và quản lý các công việc mô phỏng và thu thập kết quả sau đó. Điểm mạnh của phần mềm này đó là khả năng phân chia tính toán quần thể thành từng mô phỏng đơn lẻ theo các tập tham số cụ thể để đẩy các mô phỏng này cho các nhân tính toán của vi xử lý máy tính. Như vậy, máy tính càng nhiều nhân thì tính toán quần thể càng nhanh và số lượng nghiệm trong quần thể cũng có điều kiện được tăng lên. Điều này cho phép phần mềm khai thác hiệu quả hiệu năng phần cứng. Dựa trên đặc điểm đó, học viên đã thực hiện nội dung nghiên cứu trên máy chủ tính toán hiệu năng cao HPC được trường Đại học Công nghiệp Hà Nội trang bị cho Phòng mô phỏng và tính toán hiệu năng cao thuộc Viện Công nghệ HaUI.

Ứng dụng khai thác hệ thống máy chủ tính toán hiệu năng cao HPC

Đề tài nghiên cứu của học viên Nguyễn Hồng Hạnh được Hội đồng bảo vệ luận văn trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đánh giá cao bởi khả năng ứng dụng thực tiễn, tiến tới thiết kế công trình xanh, đạt được hiệu quả cao trong sử dụng năng lượng và vật liệu, giảm thiểu các tác động xấu tới môi trường; đồng thời có thể hạn chế tối đa những tác động không tốt của môi trường xây dựng tới sức khỏe con người và môi trường tự nhiên. Cụ thể, với những chỉ số chính xác đưa ra, các kiến trúc sư, nhà đầu tư có thể biết trước được mức sử dụng năng lượng công trình ngay khi công trình đó còn đang trên giấy tờ, bản vẽ. Đây được coi như bước chuẩn bị để công trình đạt yêu cầu tiết kiệm năng lượng mà vẫn tạo tiện nghi sống tốt cho người sử dụng, giúp chủ đầu tư đạt được hiệu quả sử dụng vốn cao nhất. Bên cạnh đó, đề tài không chỉ nghiên cứu phương pháp giúp tối ưu hóa về kỹ thuật mà còn đa dạng về mặt thẩm mĩ thông qua các mô hình năng lượng trực quan.Luận văn cũng đã chứng minh được hiệu quả khai thác phần mềm vào các bài toán tối ưu thiết kế công trình thực tiễn theo định hướng hiệu quả năng lượng.

Các ứng dụng mở rộng đề xuất:

• Xây dựng hướng dẫn thiết kế của một loại công trình cụ thể;
• Phân tích hiệu suất năng lượng và các vấn đề phát thải carbon trong khu vực;
• Tối ưu hóa các chiến lược thiết kế hoặc cải tạo cho nhiều loại công trình đa năng.

Luận văn của học viên Nguyễn Hồng Hạnh đã được Hội đồng đánh giá cao với kết quả điểm xuất sắc là: 9,6 điểm