Development of advanced computational methods for structural integrity analysis : integrating high-fidelity models and deep learning techniques

This PhD thesis presents the development of advanced computational methods for structural integrity analysis by integrating high-fidelity models and deep learning techniques. The research focuses on the use of high-fidelity models, particularly finite element and finite volume analysis, to accurately simulate the behavior of structures under extreme loading conditions. Additionally, the thesis explores the integration of deep learning techniques to improve the efficiency and accuracy of the structural integrity analysis process. The proposed methods are validated through various case studies in the fields of blast protection engineering, considering blast loaded structures, and health monitoring, and their effectiveness is demonstrated through comparison with traditional methods and validation against experiments. The thesis aims to provide a comprehensive understanding of the potential of advanced computational methods for structural integrity analysis and their practical applications in the field of structural engineering.

Questa tesi di dottorato presenta lo sviluppo di metodi computazionali avanzati per l'analisi dell'integrità strutturale. Tali metodi integrano modelli ad alta fedeltà e tecniche di deep learning. La ricerca si concentra sull'uso di modelli ad alta fedeltà, in particolare analisi agli elementi finiti e volumi finiti, per simulare con precisione il comportamento delle strutture in condizioni di carico estreme. Inoltre, la tesi esplora l'integrazione di tecniche di deep learning per migliorare l'efficienza e l'accuratezza del processo di analisi dell'integrità strutturale. I metodi proposti sono validati attraverso diversi casi studio nei settori dell'ingegneria per la protezione da carichi estremi, considerando strutture sottoposte a carico da esplosione, e del monitoraggio strutturale, e la loro efficacia è dimostrata mediante confronto con metodi tradizionali. La tesi ha lo scopo di fornire una visione completa del potenziale dei metodi computazionali avanzati per l'analisi dell'integrità strutturale e delle loro applicazioni pratiche nel campo dell'ingegneria strutturale.