Jarkko Niiranen

Jarkko Niiranen

Associate professor
Civil Engineering
Associate professor
Professori (Associate Professor)
Rakennustekniikan laitos

Työskentelen rakentamisen laskennallisen tekniikan professorina Aalto-yliopiston rakennustekniikan laitoksella.

Vuosina 2013–2018 työskentelin Suomen Akatemian rahoittamana akatemiatutkijana. Sain August-Wilhelm Scheer Visiting Professor -nimityksen Münchenin teknilliseen yliopistoon (TUM) vuoden 2018 toukokuusta elokuuhun, ja sen myötä Honorary Fellow of TUM Institute for Advanced Study (TUM-IAS) -jäsenyyden.

Voin ylpeänä todeta — näinä ylimainonnan ja sekasorron aikoina — että toimin alalla, jonka laajamittainen digitalisoituminen alkoi jo 1970- ja 1980-luvuilla elementtimenetelmään (FEM) perustuvien ohjelmistojen kehittyessä, pohjautuen elementtimenetelmän uranuurtajainsinöörien ja -matemaatikkojen tutkimuksiin, joiden juuret ovat Hrennikoffin ja Courantin matemaattisissa julkaisussa 1940-luvulta.

Tutkimusryhmäni teoreettinen fokus on lähellä omaa tutkimustaustaani teoreettisen ja sovelletun mekaniikan ja numeerisen analyysin risteysalueella, fokuksena kiinteän aineen ja rakenteiden fysikaalis-matemaattiset mallit ja numeeriset menetelmät — koskettaen klassisia aloja kuten laskennallinen mekaniikka, rakenteiden mekaniikka ja laskennallinen rakennetekniikka. Tutkimustiimini keskittyy kiinteän aineen mekaniikan ja rakenteiden mekaniikan malleihin ja laskennallisiin menetelmiin, erityisesti elementtimenetelmän (FEM) ja isogeometrisen analyysin (IGA) teoriaan ja sovelluksiin ohuille rakenteille kuten laatoille, kuorille ja palkeille, yhdistettynä sekä klassisiin että yleistettyihin kontinuumiteorioihin. Tutkimuksemme liikkuu kontinuumimekaniikan malleista, numeeristen menetelmien kautta ohjelmointiin, ohjelmistoihin ja insinöörisovelluksiin kuten rakenneanalyysiin ja rakenteiden suunnitteluun — sekä myös tietokoneavusteisen suunnittelun / rakentamisen tietomallinnuksen (CAD / BIM), tietokoneavusteisen analyysin / elementtianalyysin (CAE / FEA) ja tietokoneavusteisen valmistuksen (CAM) sovelluksiin. Materiaalin mikrorakenteen mallintaminen on yksi laskennallisen lähestymistapamme tärkeä tavoite. Viimeisimpänä tutkimusaiheena ovat olleet hilarakenteiden ja metamateriaalien sekä 3D-tulosten metallin mikrorakenteen mallinnus.

Tutkimusryhmäni soveltava fokus on pienemmän mittakaavan monitahoisten Design+Analysis -tiimien tutkimus- ja opetusprojekteissa, jotka keskittyvät rakennetekniikan laskennallisiin menetelmiin yhdistettynä parametriseen ja algoritmiseen arkkitehtuuriin ja muotoiluun. Painopisteenä ovat tällä hetkellä isogeometriset menetelmät ohutseinämäisille rakenteille. Uudet materiaalit ja digitaaliset valmistusmenetelmät ovat aihepiirejä, jotka on tarkoitus pitää tutkimusfokuksen rinnalla oleellisina sovelluksiin liittyvinä näkökulmina. Materiaalien mikrorakenteen mallintaminen on laskennallisen lähestymistapamme yksi tärkeä tavoite.

Kaiken kaikkiaan olemme kiinnostuneita sekä akateemisesta yhteistyöstä että teollisuusyhteistyöstä edellä mainituilla aloilla.

TAUSTA

Maisteriopintojeni aikana ja diplomi-insinööriksi valmistumisen jälkeen työskentelin muutaman vuoden lujuuslaskennan alalla ohjelmistonkehittäjänä, kunnes aloitin jatko-opinnot Teknillisessä korkeakoulun Matematiikan laitoksella (2002).

Väitöskirjani valmistuttua (2007) työskentelin rakenteiden mekaniikan assistenttina (2007–2009), Suomen Akatemian post-doc -tutkijana (2009–2012), opettavana tutkijana (2012–2013) ja vierailevana post-doc -tutkijana Italiassa (2012/2013).

Vuonna 2013 minut nimitettiin rakentamisen laskennallisen tekniikan apulaisprofessoriksi Aalto-yliopiston Insinööritieteiden korkeakouluun Rakennustekniikan laitokselle ja pian tämän jälkeen akatemiatutkijaksi. Vuonna 2019 minut nimitettiin vakinaiseksi professoriksi.

Full researcher profile
https://research.aalto.fi/...

Yhteystiedot

Sähköposti
[email protected]
Puhelinnumero
+358503503196

Osaamisalueet

Finite element methods, Thin structures, Isogeometric analysis, Computational structural engineering, Adaptive methods, Generalized Continuum Mechanics, Computational mechanics, 216 Materiaalitekniikka, 113 Tietojenkäsittely ja informaatiotieteet, 212 Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka, 111 Matematiikka, Rakennustekniikka, Laskennallinen tiede, Sovellettu matematiikka

Palkinnot

August-Wilhelm Scheer Visiting Professor 2017 / TUM Excellence Initiative

Palkinto tai huomionosoitus urasta Rakennustekniikan laitos Dec 2017

Honorary Fellow of TUM Institute for Advanced Studies

Palkinto tai huomionosoitus urasta Rakennustekniikan laitos Dec 2017

Academy of Finland Research Fellow

Academy of Finland Research Fellowship, 9/2013--8/2018
Palkinto tai huomionosoitus urasta Rakennustekniikan laitos Jan 2013

Academy of Finland Postdoctoral Researcher

Academy of Finland Postdoctoral Researcher, 9/2009--3/2013
Palkinto tai huomionosoitus urasta Rakennustekniikan laitos Jan 2009

Julkaisut

Anisotropic strain gradient thermoelasticity for cellular structures : plate models, homogenization and isogeometric analysis

Sergei Khakalo, Jarkko Niiranen 2020 JOURNAL OF THE MECHANICS AND PHYSICS OF SOLIDS

Kirchhoff–Love shells within strain gradient elasticity : Weak and strong formulations and an H3-conforming isogeometric implementation

Viacheslav Balobanov, Josef Kiendl, Sergei Khakalo, Jarkko Niiranen 2019 Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

Lattice structures as thermoelastic strain gradient metamaterials

Sergei Khakalo, Jarkko Niiranen 2019 Composites Part B: Engineering

Foreword

Jarkko Niiranen 2019 Rakenteiden mekaniikka

Parametric modelling of cellular beam and plate structures by orthotropic strain gradient thermo-elasticity

Jarkko Niiranen, Sergei Khakalo, Viacheslav Balobanov 2019 Proceedings of the 32nd Nordic Seminar on Computational Mechanics

Variational formulations, model comparisons and numerical methods for Euler–Bernoulli micro- and nano-beam models

Jarkko Niiranen, Viacheslav Balobanov, Josef Kiendl, S. B. Hosseini 2019 MATHEMATICS AND MECHANICS OF SOLIDS

A six-variable quasi-3D model for static analysis of laminated composite plates using isogeometric analysis

Loc V. Tran, Magd Abdel Wahab, Jarkko Niiranen 2019 Proceedings of the 1st International Conference on Numerical Modelling in Engineering - Volume 1 Numerical Modelling in Civil Engineering, NME 2018

Continuum damage modelling of quasi-brittle materials by using the material point method

Quoc Anh Tran, Tuan Nguyen, Wojciech Tomasz Sołowski, Jarkko Niiranen 2019 Proceedings of the 32nd Nordic Seminar on Computational Mechanics

Nonlinear bending of microarchitectural thin beams within strain gradient elasticity

Loc Tran, Jarkko Niiranen 2019 Proceedings of the 32nd Nordic Seminar on Computational Mechanics