témavezető: Tóth Balázs
helyszín (magyar oldal): Műszaki Mechanikai Intézet helyszín rövidítés: MMI
A kutatási téma leírása:
A hőrugalmas test, időtől függő, nem-egyensúlyi termomechnaikai folyamatainak leírására alkalmas alapegyenletrendszer a kezdeti- és peremfeltételekkel együtt erősen csatolt, mely csak nagyon egyszerű geometriai viszonyok mellett, illetve speciális anyagtulajdonságok esetén oldható meg analitikusan. Bonyolultabb terhelésekre és összetettebb anyagokra, valamint komplexebb geometriájú testet esetén csak numerikusan kezelhetők a kapott differenciálegyenletek. Azonban ezek felírhatók ún. variációs alakban is. Ennek előnye, hogy ígéretes matematikai alapot biztosít olyan végeselemmodellek kidolgozására, melyek már alkalmasak hőrugalmas testek csatolt szilárdságtani-hővezetési kezdeti-peremértékfeladatainak megbízható, hatékony és megfelelő pontosságú modellezésére.
Emellett, a standard elméletben a Fourier-féle hővezetési törvényen alapuló, csatolt hővezetési egyenlet parabolikus jellegű, melynek megoldása nem egyezik a kísérleti tapasztalatokkal, főként akkor a legnagyobb az eltérés a mért értékektől, ha a vizsgált közeget hirtelen nagy hőhatás éri és mindez viszonylag alacsony hőmérsékleten következik be. Ilyen fizikai jelenségek tapasztalhatók például részecskegyorsítókban vagy nukleáris reaktorokban.
Tekintettel a megfogalmazott modellezési és kísérleti tapasztalatokra a kutatás célja új, többmezős, duál variációs elvek alkalmazása olyan hp-verziós végeselemmodellek kidolgozására, melyek
• megbízható és megfelelő pontosságú eredményeket biztosítanak a hirtelen hő okozta tehernek (intenzív hőfluxusnak) kitett mérnöki szerkezetben ébredő hőfeszültségekre és hő okozta alakváltozásokra,
• megfelelően kezelik a hat-hat különböző kezdeti feltétel-típust.
A kutatási feladat megvalósításának főbb lépései:
• a témával kapcsolatos - elsősorban angol nyelvű - szakirodalom tanulmányozása és a jelenlegi kutatási irányvonalak megismerése, valamint a szükséges elméleti alapok elsajátítása,
• az alkalmazott matematikai-mechanikai modellek konzisztens levezetése valamilyen matematikai programcsomag alkalmazásával,
• C/C++ és/vagy GNU Octave/Python programozási környezetben megírt végeselemes algoritmusok, program-rutinok fejlesztése,
• a kidolgozott programkód tesztelése, a kapott eredmények összehasonlítása a szakirodalomban meglévő, más modellekkel és programokkal számított eredményekkel,
• az elért eredmények angol nyelvű publikálása nemzetközileg is elismert, magas rangú folyóiratokban és konferenciákon.
Irodalom:
1. Ackermann, C. C., B. Bertman, H. A. Fairbank, és R. A. Guyer: Second sound in solid helium, Physical Review Letters, (1966) 789-791.
2. Eslami, M. R., R. B. Hetnarski, J. Ignaczak, N. Noda, N Sumi, és Y. Tanigawa: Theory of Elasticity and Thermal Stresses. Solid Mechanics and its Applications. Netherland: Springer, 2013.
3. Tóth, B.: Dual and mixed nonsymmetric stress-based variational formulations for coupled thermoelastodynamics with second sound effect, Continuum Mechanics and Thermodynamics, 30 (2018) 319-345.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2024-12-31
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
