Trumpųjų bangų mikro ir nano struktūrose skaitiniai fizikinės elgsenos modeliai (FEMSHORTWAVE)

 

Projekto nr.: PP32/1808

Projekto aprašymas:

Trumposios bangos, kurių bangos ilgis yra ženkliai trumpesnis nei struktūros išmatavimai, plačiai naudojamos ultragarso tyrimuose, pavyzdžiui, siekiant įvertinti įtrūkius skysčio talpose. Pagal trumposios bangos fizikinę elgseną galima nustatyti medžiagos tamprumo parametrus ir kitas savybes (pvz., vidinę sandarą). Skaitinis trumpųjų bangų fizikinės elgsenos modeliavimas leidžia skaičiavimais pakeisti daugelį eksperimentų ir praktikoje pakankamai tiksliai įvertinti problemą.
Vis dėlto, priklausomai nuo sudaryto modelio smulkumo (įtraukiamų detalių skaičiaus), skaitinis modeliavimas gali pareikalauti daug laiko ir kompiuterinės atminties išteklių. Konkrečiai konstrukcijai sumodeliuoti reikalingi ištekliai gali būti sumažinami, jei modelis sudaromas įvertinant tik svarbiausias detales ir bruožus. Jei trumpoji banga sklinda mikro ar nano struktūromis, negalima atmesti šiose struktūrose įtaką darančių veiksnių, pavyzdžiui, paviršiaus įtempių. Tačiau įtraukus šiuos veiksnius fizikinės elgsenos skaitinio modeliavimo trukmė ir skaičiavimams reikalingi atminties ištekliai tampa praktiškai nepriimtini. Todėl taikomas daugiaskalis modeliavimas, kai pati struktūra ar reprezentatyvi jos dalis nagrinėjama atsižvelgiant į kiekvienoje skalėje būdingas konstrukcijos ar ją sudarančios medžiagos savybes. Smulkiausioje skalėje nagrinėjami fizikiniai reiškiniai įvertinant medžiagos vidinę geometrinę struktūrą, sudedamąsias medžiagas ir kitas heterogenines savybes. Stambesnėse skalėse analizuojama fizikinė elgsena pačioje struktūroje ar jos dalyse, taikant aukštesnės eilės baigtinių elementų modelius ar baigtinių elementų metodo modifikacijas (XFEM, SAFE). Rezultatų, gautų skirtingose skalėse apjungimas leidžia sumodeliuoti trumpųjų bangų fizikinę elgseną esant praktiškai priimtinoms skaičiavimo laiko ir atminties sąnaudoms.

Projekto finansavimas:

KTU MTEPI fondas

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2018-04-03 - 2018-12-31