Проект № ДИД 02/15, Конкурс “Идеи“ 2009

Цели на проекта

Предмет на настоящия проект е да се разработи и валидира ефективен софтуер и да се приложи чрез интензивни симулационни експерименти нов хибриден подход на ГИУ – КНМ за решаване на прави динамични задачи от механика на разрушенията и обратни задачи за идентификация на геометричните и механичните свойства на двумерни крайни пиезоелектрични област и пукнатини.

Подробно са дефинирани следните изследователски цели:

  • Да се създадат адекватни механични модели за динамичното поведение на многофунционални пиезоелектрични материали и тела с пукнатини
  • Да се разработи и валидира изчислителен инструментариум основан на нехиперсингулярни ГИУ в усилия за решаване на поставената гранична задача: изследване на точност, пресмятане на получените сингулярни интеграли, получаване на функции на Грийн и фундаментални решения за уравненията на пиезоелектричността
  • Да се изследва чувствителността на динамичното поле на концентрация на напрежението около върховете на пукнатините по отношение на:
    • геометрия изследваното тяло и на пукнатината (крайна/безкраина област, многослойна конструкция; линейни и криволинейни пукнатини)
    • вид на електрическите граничните условия (непроницаеми, проницаеми и ограничено проницаеми пукнатини)
    • свързаният характер на електромеханичния континиум
    • вид и характеристики на динамичното натоварване (произволно зависещо от времето, хармонично по времето, P-SV вълни или SH вълни, само механично или само електрично или комбинирано електро-механично натоварване)
    • вида на материала: анизотропен, хомогенен/нехомогенен, различни видове на пиезо-керамика
    • отчитане на взаимодействията: вълна-пукнатина, пукнатина-пукнатина, пукнатина-дефект при решаване на различни гранични задачи основани на предложените модели и методи
  • Чилени симулации с възможни приложения за стабилност и надеждност на различни елементи и конструкции изработени от пиезоелектрични материали и използвани в почти всички области на съвременните технологии от телекомуникации до управление на летателни апарати, автомобилната индустрия, строителството, биомеханика и др. Числените симулации са за пиезоелектрични сензори и актуатори със зададена геометрия, механични свойства и режим на натоварване. Получените резултати са с инженерни приложения в най-модерните технологии, базирани на интензивно използване на пиезокерамиката.
  • Разработване на взаимодействие между МГИУ и КНМ за решаавне на обратни задачи за идентификация на геометричните и електромеханичните състояния на пиезоелектрични тела с пукнатини. Решаване на тестови примери, валидация и изследване на точност.
  • Числени симулации за определяне на местоположението на пукнатини, размера и формата им, както и на полето на концентрация на напрежението в пиезоелектрични тела при различни режими чрез предложения хибриден МГИУ – КНМ подход.
  • Разработване на пакети приложни програми базирани на разработените модели и числени алгоритми и прилагането на изведените алгоритми в базирани на КНМ архитектури, което представлява нова компютерна парадигма.

    • Допълнително са поставени и следните цели за обучение:

  • Да се представи както на докторантите, така и на останалите участници в проекта интердисциплинарността на изследваната тема, изискваща специалисти по математическа физика, механика на континиума, числена механика, безразрушителен контрол, програмиране за да се преодолеят трудностите при моделиренето, изчисленията и симулациите.
  • Да се създаде изследователска група от млади и от опитни специалисти от различни научни области и различни изследователски институции – ИМИ и ИМ от БАН и ДКН от НБУ. Ясно е, че предложената тема не е по силите на една институция и изисква усилено взаимодействие за да се осъществи това интердисциплинарно изследване и да се получат резултати с инженерни приложения.

Новини

Изследователските проекти и програми в ИМИ се изпълняват в тясно сътрудничество с български и интернационални съвместни научни колективи....

още...