GJENNOMBRUDD: Fysikk-gründerne Arve Grønsund Hanssen (t.v.) og Lars Olovsson (t.h.) med professor Tore Børvik i Forsvarsbygg, som har testet et nytt dataverktøy for fysikksimulering. (Bilde: Arne Asphjell)

Verdensledende på fysikksimulering

  • IT

Ikke-lineær elementmetodeanalyse (FEA)

  • Finite Element Analysis er en numerisk metode for å løse komplekse mekaniske problemer. Kan brukes til å beregne hvordan metaller og andre materialer påvirkes av voldom belastning.

Impetus Afea

  • Flekkefjordsfirma startet av Prof. II, Dr.ing. Arve Grønsund Hanssen. Har samarbeidet med Dr. Lars Olovsson fra Sverige om å utvikle en unik datakode for ikke-lineær elementmetodeanalyse. Dette er simulering som brukes i blant annet forsvarsorganisasjoner, industri og forskningslaboratorier.
  • Bedriften har åtte ansatte inkludert datterselskap i Stockholm, og har publisert over 50 vitenskapelige artikler. Lanserer i september Impetus Afea Solver 1.0, sitt første kommersielle dataverktøy, tilpasset grafikkort.

I slutten av måneden går Flekkefjordsfirmaet Impetus Afea for første gang på markedet med dataverktøy for avanserte fysikksimuleringer. Ildsjelene fra Sørlandsbyen har brukt årevis på å utvikle teknologien, som beskriver nøyaktig hvordan metaller og materialer reagerer på voldsomme påvirkninger.





Kompleks interaksjon

– Når en mine går av under et pansret kjøretøy, blir sand og høyeksplosiver slynget opp mot fartøyet. Det blir deformert i en ekstremt kompleks interaksjon, sier Arve Grønsund Hanssen, gründeren bak Impetus Afea.

Å beregne og simulere deformasjonene etter en eksplosjon krever datasimulering av mer enn 20 millioner partikler og én million elementer. Metoden kalles ikke-lineær elementmetodeanalyse, eller FEA, et område Impetus Afea har blitt verdensledende innenfor. Landmineeksplosjoner under kjøretøy er bare ett eksempel på hva datakoden kan beregne.

– Typiske simuleringer er kuler som skytes gjennom metallplater, ulykkeslaster i olje- og gasshåndtering, samt maskinering eller forming av metallplater, forteller Hanssen. Han samarbeider med internasjonale forskningsmiljøer, blant annet ved University of California Santa Barbara, University of Cambridge og NTNU, som bruker datakoden aktivt i sin forskning.





Unik datakode

Målgruppen til Impetus Afea består av blant annet forsvarsorganisasjoner, fly- og kjøretøyprodusenter og offshore-selskaper. Ifølge Hanssen blir den lille teknologibedriften lagt merke til fordi den produserer sin egen strømlinjeformete datakode til å utføre komplekse simuleringer med.

– I starten jobbet vi som konsulenter med kommersielt tilgjengelig programvare, men vi innså raskt at programvaren ikke kunne løse de kompliserte problemene som vi fikk i oppdrag å simulere, sier Hanssen.

Begrensningene gjorde at flekkefjæringen så mulighetene for ny teknologi. Dermed satte Impetus Afea i gang med å utvikle unike algoritmer som beregner de komplekse fysiske oppgavene mer nøyaktig.





Direkte på grafikkort

Datasimuleringer med 20 millioner partikler tar opp til flere dager å utføre, og gründerne ville finne en metode for å gjøre dette raskere. Løsningen ble en datakode som legger beregningene til grafikkortet, noe som reduserer simuleringstiden til en tidel. Datakoden vekket straks interessen til Nvidia, en av verdens største grafikkort-produsenter, som trenger programvare til sin satsing på avansert databehandling.

– De kontaktet oss etter et tips fra andre, sier Hanssen. Impetus fikk dermed et forsprang til konkurrentene, som må skrive om sin datakode for å tilpasse den til grafikkortene. Også Microsoft fikk nyss om datakoden og har fulgt Flekkefjordsfirmaet med argusøyne etter at koden ble kjent.

– Vi er blitt en underdog til de virkelig store software-produsentene, sier Hanssen.





Nyttig i Forsvaret

De komplekse FEA-simuleringene krever store mengder fysiske data, blant annet om hvordan styrken på materialer avhenger av kaldbearbeiding, deformasjonshastigheter og temperaturøkninger. Disse dataene kommer inn fra spesialiserte laboratorier og forskningsinstitusjoner over hele verden og blir validert gjennom forsøk i Norge.

– Stemmer disse dataene, har vi en validert modell hvor vi kan endre parametere som konstruksjonens form og materialenes egenskaper, forklarer Hanssen.

En del av valideringen foregår hos Forsvarsbygg, som har en egen forskningsavdeling som bruker koden til å beregne eksplosjonslaster og våpenvirkninger på konstruksjoner.

– I stedet for å måtte teste alt i felten, bruker vi datakoden til Impetus Afea til å utvikle og prøve ut gode beskyttelsesløsninger. Dette er med på å gjøre hverdagen til norske soldater tryggere, sier Helge Langberg, forskningssjef ved FoU-avdelingen til Forsvarsbygg Futura.





Insisterer på Flekkefjord

Impetus Afea har åpnet avdelinger i Sverige og Frankrike, men hovedkontoret ligger fast i Vest-Agder-byen Flekkefjord, med bare 9000 innbyggere.

– Tålig avstand til flyplassene i Kristiansand og Stavanger, samt god kommunikasjon på internett gjør det mulig for oss å holde til på et lite sted, sier Hanssen. Når han skal ansette folk, må han uansett søke på verdensmarkedet etter spesialkompetanse.

– Vi holder god kontakt med doktorgradsstudenter som bruker verktøyet, og vi tenker langsiktig ved å lære opp nye kandidater, sier Hanssen, som insisterer på å gjøre jobben fra Flekkefjord.

– Fordelene ved å starte opp på et lite sted er lettere tilgang til gründerstøtte, blant annet fra bankfond, regionale kompetansefond, Innovasjon Norge og Forskningsrådet, sier Hanssen. Han legger ikke skjul på at entreprenørvirksomheten har krevd hard innsats.

– Det er litt galskap å lage en uavhengig generell elementmetode, innrømmer Hanssen.

GRAFIKK: Ikke-lineær elementmetode-analyse gir et nøyaktig bilde på hvordan et prosjektil bryter seg gjennom metall. Foto: Arne Asphjell