dr hab. Barbara Gambin

ul. Pawińskiego 5 B, tel. +22 8261281 w. 251

   I.    Materiały konstrukcyjne dla techniki i biologii

1. własności makroskopowe materiałów złożonych - kompozytów, w tym:

- projektowanie geometrii optymalnych w celu poprawienia własności przetworników piezoelektrycznych: ceramika piezoelektryczna + epoksyd

- badanie wpływu typu mikrostruktury na własności użytkowe np. cermetów lub materiałów na skafoldy (specjalne rusztowania) do hodowli tkanek

2. własności lokalne materiałów kompozytowych – zniszczenie, w tym:

- delaminacja międzyfazowa bi- materiałów

- wpływ geometrii na wytrzymałość materiałów złożonych

  II.    Zastosowania ultradźwięków

3.    Ultradźwiękowe terapie termiczne - kontrolowane ogrzewanie tkanek poprzez ultradźwięki o małej mocy, opracowanie koncepcji termometru akustycznego

 4.   Elastografia ultradźwiękowa - badanie własności sprężystych komórek i tkanek poprzez pomiar i analizę sygnału ultradźwiękowego oraz przy użyciu mikroskopu ultradźwiękowego

MECHANIKA PŁYNÓW W NANO- I BIO-TECHNOLOGII

dr hab. Maria Ekiel-Jeżewska

1. Oddziaływania hydrodynamiczne mikrocząstek w lepkim płynie.

Projekt przewiduje teoretyczną i numeryczną analizę ruchu grup cząstek w lepkim płynie. Cząstkami takimi są np. mikroorganizmy, naturalne zanieczyszczenia lub sztucznie skonstruowane mikromechanizmy poruszające się w środowisku wodnym. Ich ruch następuje pod wpływem stałych sił zewnętrznych (np. grawitacji) lub na skutek oddziaływania z przepływem zewnętrznym płynu. Kiedy cząstki tworzą stabilną grupę, pozostając blisko siebie, a kiedy rozdzielają się na mniejsze układy? Odpowiedź na to pytanie jest trudna, ponieważ oddziaływania hydrodynamiczne nie są potencjalne, ani nawet parami addytywne. Dyssypacja energii powoduje, że nie można posłużyć się kryterium ujemnej energii dla układu związanego. Celem pracy doktorskiej jest analiza dynamiki pewnych wielocząstkowych układów modelowych i zbadanie dla nich warunków samoistnego grupowania i rozdzielania cząstek. W szczególności interesujące jest przeanalizowanie stabilnych ruchów periodycznych oraz wyznaczenie efektywności pływania mikoroobiektów zbudowanych ze sferycznych cząstek połączonych elastycznie i wykonujących ruchy cykliczne.

www.ippt.gov.pl/~mekiel/dynamika.pdf

2. Deformacja i rozpad zespołu cząstek w przepływie lepkiego płynu

Praca doktorska polegać będzie na wyznaczeniu ruchu początkowo kulistej grupy bliskich cząstek zawieszonych w lepkim płynie. Ruch cząstek wygenerowany może zostać np. przez zewnętrzny przepływ pomiędzy dwiema równoległymi płaskimi ścianami, lub pole grawitacyjne. Powstają pytania: Czy i jak długo większość cząstek będzie pozostawać razem? Ile cząstek odłączy się? Inaczej mówiąc, jak silnie będą one oddziaływać ze sobą? Odpowiedź na to pytanie jest istotna w wielu praktycznych zastosowaniach, dotyczących procesu transportu i osadzania cząstek zarówno w mikrokanałach, jak i w naturalnych układach biomedycznych. W szczególności, przewidziane jest zastosowanie w/w analizy teoretycznej do modelowania procesu inhalacji leku i jego transportu w drogach oddechowych człowieka, w ścisłej współpracy z Wydziałem Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej, gdzie przeprowadzone zostaną prace doświadczalne nad tym samym zagadnieniem. Przeanalizowany zostanie także wpływ zmiany geometrii powierzchni jednej lub obu ścianek (np. zwężenie, wybrzuszenie) na proces zmiany kształtu zespołu cząstek dyspersji i jego rozpad.

www.ippt.gov.pl/~mekiel/dynamika.pdf

3. Hydrodynamika procesu filtracji zanieczyszczeń

Praca doktorska polegać będzie na teoretycznej i numerycznej analizie ruchu cząstek w przepływie lepkiego płynu o ograniczonej geometrii, która oddaje zasadnicze cechy geometrii układu filtracyjnego stosowanego w przemyśle. Praca prowadzona będzie we współpracy z Modern Technologies and Filtration oraz Instytytem Geofizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Podstawowym zadaniem jest obliczenie średniego czasu przebywania cząstki w takim modelowym układzie filtracyjnym o uproszczonej geometrii (np. dwie równoległe ścianki porowate, cylinder o porowatych ścianach) i odpowiednim przepływie zewnętrznym, w zależności od rozmiaru cząstki i parametrów opisujących układ filtracyjny.
www.ippt.gov.pl/~mekiel/filtracja.pdf

dr hab. Bogdan Kaźmierczak,

dr hab. Tomasz Lipniacki

• Stochastyczne modele funkcjonowania komórek i populacji

Efekty stochastyczne w kinetyce komórki powodowane sa małą ilością reagujących molekuł DNA, mRNA czy też receptorów. W ich efekcie występuje duże zróżnicowanie w kinetyce poszczególnych komórek tworzących tkankę. Proponowana tematyka badań obejmuje budowę stochastycznych modeli ekspreji genów i sieci regulatorowych jak i ich matematyczną analizę (procesy Markova). Badania realizowane są we współpracy z grupani doświadczalnymi M.R.H White (University of Liverpool) i A.R. Brasiera (University of Texas-Medical Branch). Mile widziane osoby po studiach biologiczno-chemicznych. Zapraszamy do obejrzenia prezentacji na stronie WWW

• Formowanie się struktur przestrzennych w procesach morfogenezy.

Podstawowym problemem biologii ewolucyjnej jest pytanie: Jak z początkowo jednorodnej masy komórek macierzystych wyłaniają się złożone organy. Proponowana tematyka obejmowałaby badania nad problemami formowania się kończyn u kręgowców, procesy morfogenezy skóry, czy też tworzenie się deseni na skrzydłach motyli, muszlach mięczaków, przestrzennych struktur bakteryjnych, itp. W badaniach nad powyższymi zagadnieniami współpracujemy z grupą prof. M. Albera z Notre Dame University USA (http://www.nd.edu/~icsb/ oraz http://nd.edu/~lcls/). Przykładowe referencje: 3dsim1.pdf, JMAA.pdf do pobrania na stronie WWW

prof. dr hab. Tomasz Kowalewski

• Wpływ skali na strukturę przepływu w mikro i nano-kanałach

Z uwagi na szybki rozwój urządzeń mikro-elektro-mechanicznych (MEMS) pojawiły się problemy właściwego rozumienia mechaniki płynów w skalach mikro i nano. Przepływy towarzyszące większości takich urządzeń mogą się znacznie różnić od klasycznego opisu ciągłego jeśli wymiar charakterystyczny zjawiska wynosi kilkaset nanometrów, nie tylko uwagi na wpływ oddziaływań w skali molekularnej, ale również ze względu na drastyczna zmianę stosunku powierzchni do objętości elementów przepływowych. Spowodowany tym dominujący w przepływie wpływ efektów powierzchniowych (brzegowych) wymaga modyfikacji modeli opisujących transport masy czy ciepła, tak istotnych dla prawidłowego funkcjonowania urządzeń typu MEMS. Proponowane badania polegają na eksperymentalnej i numerycznej analizie zjawisk towarzyszących mikroprzepływom jedno i wielofazowych (emulsje, pęcherzyki gazu w cieczy), znalezieniu kryteriów oceny wpływu skali na zjawiska transportu w badanych konfiguracjach i zaproponowaniu modelu opisu tego zjawiska (modele dyskretne, dynamika molekularna itp.). Zakład posiada aparaturę umożliwiającą badania struktur przepływów, analizę pól prędkości w skalach mikro (system micro-PIV, szybkie kamery, lasery impulsowe).

• Modelowanie procesów przepływowych towarzyszących krzepnięciu

Tematem pracy jest rozwój metodologii tzw. walidacji eksperymentalnej, tzn. metody uwiarygodnienia założeń fizycznych występujących w kodach numerycznych służących do symulacji zjawisk przepływowych w obecności gradientów temperatury i przemian fazowych (krzepnięcie). Są to przepływy obserwowane zarówno w przyrodzie (topienie lodowców, wypływ lawy) jak i w przemyśle (hodowla kryształów półprzewodnikowych, procesy metalurgiczne). Opracowana w Zakładzie nieinwazyjna metoda jednoczesnego pomiaru całych pól temperatury i prędkości w badanym przepływie, oparta na wykorzystaniu posiewu ciekłokrystalicznego i cyfrowej analizie obrazów, pozwala na zgromadzenie precyzyjnych polowych danych eksperymentalnych niezbędnych do porównań z rezultatami symulacji numerycznych. Porównanie eksperymentu laboratoryjnego i modelu numerycznego, przeprowadzana następnie analiza rozbieżności struktur pól przepływu i pól temperatur, pozwalają zidentyfikować braki modelu fizycznego zaimplementowanego w modelu numerycznym i jego poprawę, zanim zostanie zastosowany w trudnych do weryfikacji warunkach przemysłowych. Dotychczasowe prace pozwoliły na znalezienie ogólnych kryteriów koniecznych dla opracowania metodologii uwiarygodnienia modeli numerycznych. Zadaniem stojącym obecnie przed kandydatem jest rozszerzenie metody na problemy ściśle związane z zagadnieniami praktycznymi (metalurgia, hodowla kryształów). Praca wymaga powiązania danych eksperymentalnych, własnych czy pozyskanych, z systemem analizy wrażliwości problemu na zmiany parametrów procesu. Wykorzystanie tej analizy do rzeczywistych problemów odlewniczych pozwoli na poważne dofinansowanie pracy doktoranta z budżetu dużego projektu europejskiego.

doc. dr hab. Eligiusz Wajnryb

Słowa kluczowe:

• numeryczne symulacje wielocząsteczkowe
• hydrodynamiczne układy dyspersyjne
• skondensowana materia miękka
• dynamika Stokesowska i Brownowska
• szybkie algorytmy

Duże zainteresowanie dynamika dużego układu cząstek w skończonych geometriach jest stymulowane rozwojem nowych technik doświadczalnych, przy pomocy których konstruowane są mikro-fabryki chemiczne oraz mikro-fluidowe urządzenia. Hydrodynamiczne oddziaływania cząstek w obecności brzegów układu jest także ważne w biologicznych układach - mikrokrążenie krwi, adhezja białek na membranach komórkowych, oddziaływania między poruszającymi się komórkami, które mogą być związane za pomocą sztywnych lub luźnych więzów. Teoretyczna i numeryczna analiza wyżej wymienionych zagadnień wymaga opracowania oraz implementacji szybkich algorytmów opartych na podstawie istniejących ścisłych algorytmów dla przepływów między płaskimi ścianami. Oczekiwane jest także opracowanie nowych algorytmów całkujących ruch cząstek koloidalnych w przepływach w geometrii cylindrycznej - naczynia krwionośne, rurki kapilarne itp.

Na bazie powyższych problemów proponuję następujące tematy prac doktorskich:

• Dynamika zawiesiny koloidalnej w ograniczonych geometriach w zewnętrznych przepływach, badanie układów quasi 2d periodycznych
• Efektywne własności zawiesiny koloidalnej w ograniczonych geometriach, szybkie algorytmy, ich konstrukcja i implementacja numeryczna.
• Wielocząstkowa symulacja Brownowskiej i Stokesowskiej dynamiki cząstek zawiesiny za pomocą szybkich algorytmów.

INFORMATYKA STOSOWANA
(NAUKI OBLICZENIOWE)

prof. dr hab. Paweł Dłużewski

tel. 22 8261281 w. 184

 1. Uogólnienie lagranżowskiej rodziny elementów skończonych na elementy oparte na dowolnych wielokątach foremnych i wielościanach

 Jedną z metod osiągnięcia tego celu może być wykorzystanie techniki wskaźników Millera-Bravais'a stosowanej do opisu symetrii sześciennej (sześciokątnej) kryształów. Wykorzystanie tej techniki w zastosowaniu do superpozycji wielomianów rozpiętych na dowolnych wielościanach foremnych prowadzi do koncepcji elementu lagranżowskiego opartego na dowolnym wielokącie foremnym. Z drugiej strony kontynualna teoria dyslokacji daje możliwość interpretacji tak otrzymanych gładkich funkcji kształtu w kategoriach ciągłych pól dystorsji i naprężeń. Daje to możliwość minimalizacji gładkich potencjałów energetycznych odpowiadających stanom równowagi energetycznej takich elementów. Jako jedno z zastosowań przewidywane jest modelowanie krystalograficznych elementów skończonych, których boki są równoległe do płaszczyzn krystalograficznych. W takim przypadku obszary zawierające rdzenie dyslokacji muszą być modelowane nieregularnymi wielościanami (np. graniastosłupami o podstawie pięciokąta w siatce sześciennych elementów skończonych). Tego typu elementy mają potencjalnie szerokie zastosowanie w atomistyczno-kontynualnym modelowaniu kiedy to każdy krystalograficznie regularny element zawiera identyczną siatkę wbudowanych atomów tworzących komórkę periodyczności sieci. Innym przykładem zastosowania może być teselacja Voronoi pozwalająca podzielić polikryształ zgodnie z geometrią granic ziaren aproksymowanych płaszczyznami.

 2. Modelowanie zagadnień dyfuzji wywołanej polem sił chemicznych i polem naprężeń

 Modelowanie procesów wymiany miejsc w ciałach stałych intermetale, InAlGaN, SiGe, SiC). Praca będzie wymagać studiów z rachunku tensorowego, kontynualnej i atomistycznej teorii zagadnień sprzężonych: dyfuzja, rozkład naprężeń rezydualnych, procesy transportu składników chemicznych w ciele stałym. Zakres zastosowań praktycznych obejmuje m.in. procesy dyfuzji w warstwach półprzewodnikowych, nanometale, zagadnienia dyfuzji wzajemnej w materiałach polikrystalicznych, w tym w powłokach antykorozyjnych. Z numerycznego punktu widzenia wymaga ona wykorzystania niezerowych drugich pochodnych funkcji kształtu, co zmusza do pracy tylko z elementami skończonymi wyższych rzędów (>=3) co raczej eliminuje zastosowanie komercyjnych pakietów obliczeniowych. Tak więc oprogramowywanie nowych elementów i praca z nowo opracowanymi (64 węzłowy element lagranżowski typu brick, 83 węzłowa hybryda lagranżowska (64+27-8). Programowanie C++, Fortran, OpenGl, Qt4 - nie jest wymagana znajomość w/w języków, niemniej wymagane są predyspozycje do pracy z kodem źródłowym takie, jak sztuka konsekwentnego debugowania błędów programistycznych i predyspozycje do programistycznej pracy grupowej.

 3. Atomistyczno-kontynualna rekonstrukcja defektów sieci kryształów z wykorzystaniem matematycznej teorii dyslokacji

 Metody atomistyczne, takie jak statyka i dynamika molekularna, pozwalają obecnie przeprowadzać coraz to dokładniejsze symulacje rozkładów sił atomowych w strukturach składających się z setek tysięcy, a nawet miliardów atomów w zależności od stopnia zaawansowania wykorzystywanej metody obliczeniowej. Niemniej pomiędzy tym co oferują w/w metody modelowania, a potrzebami praktycznymi istnieje olbrzymia luka. Rzeczywiste struktury są silnie zdefektowane, podczas gdy symulacje przeprowadza są zwykle bądź to na idealnych, bądź na losowo wygenerowanych strukturach. Kluczowym problemem jest więc odtworzenie obserwowanej zdefektowanej struktury sieci. Celem tego tematu jest opracowanie metod wprowadzania do początkowo idealnej heterostruktury kryształów GaN/Al2O3, SiC, Cu/Al2O3 układu defektów niedopasowania. Praca skupiałaby się na modelowaniu w zakresie struktur o wymiarach rzędu 100x100x100nm.

 4. Modelowanie efektów piezoelektrycznych w kryształach

 Modelowanie metodą elementów skończonych zjawisk związanych z występowaniem efektów piezoelektrycznych w kryształach. Z jednej strony temat dotyczy modelowania wpływu przesunięcia pola elektrycznego na własności optoelektronicznych kropek kwantowych typu GaN/AlN i InGaN/GaN. Jest to kontynuacja badań z Projektu PARSEM. Z drugiej strony istnieje możliwość modelowania własności elektroakustycznych warstw AlN/Si stosowanych w rezonatorach TFBAR (projekt dwustronny Polsko-Włoski).

doc. dr hab. Piotr Kowalczyk

IPPT PAN, Zakład Metod Komputerowych, pok.421, tel. 8261281 w.257, e-mail: Piotr.Kowalczyk@ippt.gov.pl

 1. Modelowanie i symulacja numeryczna wzrostu głowy noworodka z uwzględnieniem zmian pooperacyjnych

 Streszczenie: Choroba zwana kraniosynostozą polega na nieprawidłowym zrastaniu się kości czaszki u noworodków, co prowadzi do trwałych deformacji czaszki. Zabiegi chirurgiczne mogą doprowadzić do zniwelowania tych deformacji, jednak niezbędna jest tu wiedza na temat wzajemnych oddziaływań mechanicznych pomiędzy rosnącymi tkankami i przewidywania ich zmian w dużym przedziale czasu. Dlatego istnieje zapotrzebowanie na komputerowe symulacje tego procesu, wspomagające proces decyzyjny lekarza neurochirurga, dotyczący szczegółów leczenia operacyjnego i dalszej terapii. Jest to ciekawe, interdyscyplinarne zagadnienie z pogranicza mechaniki, medycyny i nauk obliczeniowych. Praca polegać będzie na stworzeniu modelu obliczeniowego procesu wzrostu kości czaszki oraz mózgu dziecka w oparciu o metodę elementów skończonych.

 2. Zbieżność i stabilność algorytmów symulacji procesów tłoczenia blach metoda prędkościową

 Streszczenie: Metoda prędkościowa to uproszczona metoda symulacji procesów tłoczenia blach, zaniedbująca efekty sprężyste w kształtowanym materiale. Jest ona niezwykle cenna przy optymalizacji parametrów tłoczenia, gdy niezbędne jest wielokrotne wywoływanie procesu symulacji przy ograniczonych wymaganiach co do dokładności wyniku końcowego. Znane są jednak ograniczenia stosowania metody wynikające z problemów ze zbieżnością i stabilnością obliczeń. W ramach projektu NUMPRESS (http://numpress.ippt.gov.pl) finansowanego z funduszy strukturalnych (POIG) tworzymy szeroko dostępne nowoczesne oprogramowanie do symulacji i optymalizacji przemysłowych procesów tłoczenia blach, którego częścią będzie moduł wspomnianej analizy prędkościowej. Praca polegać będzie m.in. na udoskonaleniu istniejącego kodu numerycznego poprzez wprowadzenie do modelu nowoczesnych rozwiązań algorytmicznych gwarantujących lepszą jakość i niezawodność obliczeń.

doc. dr hab. Jerzy Rojek

jrojek@ippt.gov.pl

pok. 420, tel: 600 202 430, 22 826 12 81 w. 410

 1. Algorytmy obliczeń równoległych metodą elementów dyskretnych

 Metoda elementów dyskretnych jest nowoczesnym narzędziem modelowania materiałów. Zakłada się w niej, że materiał jest reprezentowany przez liczny zbiór sztywnych elementów o dowolnym kształcie oddziałujących między sobą.W naturalny sposób metoda ta uwzględnia dyskretną i nieciągłą strukturę materiału. Z powodzeniem jest wykorzystywana do symulacji m.in. materiałów granularnych, proszków i geomateriałów.

Niedogodnością utrudniającą jeszcze szersze wykorzystanie metody elementów dyskretnych jest duży koszt obliczeniowy i związana z tym długotrwałość obliczeń. Najlepszym sposobem skrócenia czasu potrzebnego do wykonania analizy numerycznej jest zastosowanie obliczeń równoległych. Celem planowanej pracy badawczej jest opracowanie algorytmów równoległych i ich implementacja w istniejącym sekwencyjnym kodzie metody elementów dyskretnych.

 2. Modelowanie spiekania proszków metalicznych metodą elementów dyskretnych

 Spiekanie jest procesem wiązania cząstek w temperaturze poniżej temperatury topnienia lub nieznacznie wyższej od temperatury topnienia. W metalurgii proszków stosuje się spiekanie do wytwarzania różnych części z metali trudnotopliwych. Celem planowanej pracy badawczej jest numeryczne modelowanie procesu spiekania proszków metalicznych. Modelowanie procesu spiekania da możliwość badania zmian zachodzących w trakcie procesu, jak również pozwoli określić stan i własności materiału otrzymanego w wyniku spiekania.

Jako metodę modelowania proponuje się metodę elementów dyskretnych, w której zakłada się, że materiał jest reprezentowany przez liczny zbiór cząstek o kształcie sferycznym oddziałujących między sobą. Celem modelowania komputerowego będzie określenie naprężeń w trakcie spiekania i wywołanej nimi zmiany gęstości oraz zmian geometrii spiekanej kształtki.

Proponowany temat pracy doktorskiej łączy nowoczesną dziedzinę inżynierii materiałowej z zaawansowaną metodą modelowania komputerowego. Wiedza kandydata z zakresu inżynierii materiałowej może być przydatna ale nie jest niezbędna.

doc. dr hab. Krzysztof Wiśniewski

• Metoda elementów skończonych (szczególnie elementy powłokowe)
• Algorytmiczne aspekty obliczeń
• Komputerowe modele i zaawansowane analizy inżynierskie.

Zainteresowane osoby zapraszam do odwiedzenia strony WWW i proszę o kontakt e-mailowy: kwisn@ippt.gov.pl lub telefoniczny: 22 826-496.

dr hab. inż. Zdzisław Nowak

pok. 142, tel 454, znowak@ippt.gov.pl

znowak@ippt.gov.pl

• Zastosowanie metody elementów skończonych do analizy procesów deformacji i zniszczenia w materiałach sprężysto-lepkoplastycznych

• Charakteryzacja i modelowanie ewolucji mikrostruktury materiałów kompozytowych w zastosowaniu do numerycznej analizy procesów zniszczenia

EKO-BUDOWNICTWO I INŻYNIERIA ŚRODOWISKA

doc. dr hab. Mirosław Meissner,

pok. 124, tel. 317, e-mail: mmeissn@ippt.gov.pl

  1. Badania efektu lokalizacji modów własnych oraz jego wpływu na charakterystyki zaniku dźwięku w pomieszczeniach sprzężonych akustycznie

 Problematyka badawcza obejmuje stworzenie w skali laboratoryjnej modelu obszaru zamkniętego o strukturze pomieszczeń sprzężonych akustycznie. Dla różnych konfiguracji układu przeprowadzone będą pomiary charakterystyk zaniku dźwięku dla pobudzenia harmonicznego. Na podstawie badań zostaną wyznaczone częstotliwości modów zlokalizowanych. Rezultaty badań eksperymentalnych zostaną porównane z wynikami obliczeń numerycznych wykorzystujących metodę wymuszenia harmonicznego.

  2. Komputerowy model obszaru zamkniętego z brzegiem o skończonej impedancji

 Obszar tematyczny obejmuje zagadnienia z zakresu akustyki pomieszczeń o nieregularnym kształcie oraz pomieszczeń sprzężonych akustycznie. Badania mają na celu określenie najbardziej efektywnej metody numerycznej (np. modów własnych, elementów skończonych, elementów brzegowych) do wyznaczania charakterystyk statycznych (rozkład ciśnienia w stanie ustalonym) i charakterystyk dynamicznych pola akustycznego (czas narastania, czasy wczesnego i późnego zaniku) dla pobudzenia harmonicznego i różnych rozkładów impedancji na brzegu obszaru.

  3. Badania efektu niewykładniczego zaniku dźwięku w obiektach typu halowego o strukturze układu pomieszczeń sprzężonych

 Temat dotyczy badań doświadczalnych procesu zaniku dźwięku w obiektach sakralnych o złożonej strukturze wewnętrznej. Badania mają na celu wyznaczenie wpływu częstotliwości dźwięku i położenia punktu obserwacji na kształt krzywej pogłosowej oraz czasy wczesnego i późnego zaniku. Uzyskane wyniki badań mogą być analizowane przy wykorzystaniu różnych narzędzi teoretycznych takich jak modele statystyczno-akustyczne czy modele geometryczne.

dr hab. Elżbieta Walerian

tel. 22 826 12 81 w.196,

e-mail: ewaler@ippt.gov.pl

Klimat akustyczny jest jednym z czynników środowiskowych wpływających na zdrowie, samopoczucie i efektywność działania człowieka. Wynika stąd potrzeba świadomego kształtowania klimatu akustycznego, przy uwzględnieniu uwarunkowań technicznych ekonomicznych i społecznych. Tematyka prowadzonych w Pracowni Akustyki środowiska prac skoncentrowana jest na generacji i propagacji dźwięku. Prace realizowane są we współpracy z jednostkami kontrolującymi stan akustyczny środowiska oraz jednostkami podejmującymi się rozwiązywania konkretnych problemów akustycznych. Jako narzędzia praktycznego kształtowania klimatu akustycznego tworzone są komputerowe modele hałasu środowiskowego zwierające model źródła, model propagacji i model obioru wynikający z fizjologii i psycho-socjologicznych cech człowieka.

W zależności od predyspozycji i zainteresowań kandydata, tematyka prac doktorskich może obejmować zarówno badania teoretyczne, mające na celu wyjaśnienia podstaw fizycznych występujących zjawisk i ich opis matematyczny jak i praktyczne rozwiązania kształtowania klimatu w określonym środowisku: miejskim, mieszkaniu, miejscu pracy.

AKUSTYKA FIZYCZNA

doc. dr hab. inż. Jacek Szelążek

pok. 539, tel. 242, e-mail: jszela@ippt.gov.pl

 
1. Tensometria ultradźwiękowa elementów w płaskim stanie naprężenia

Opracowanie układu ultradźwiękowego do monitorowania zmian naprężeń w elementach poddawanych płaskiemu stanowi naprężenia.
Budowa układów głowic, stanowiska laboratoryjnego, badania na elementach konstrukcji (np. rurociąg, zbiorniki ciśnieniowe).
Opracowanie algorytmu wyznaczania wartości i kierunków naprężeń głównych przy badaniach prowadzonych różnego typu falami ultradźwiękowymi, propagującymi się w różnych kierunkach względem kierunków naprężeń głównych.
Weryfikacja rezultatów pomiarowych z wynikami innych, uznanych metod.

2. Badania sił podłużnych w szynach toru ciągle spawanego

Opracowanie ultradźwiękowej metody monitorowania zmian sił podłużnych w szynach ciągle spawanych.
Analiza zakresu zmian sił w szynach, wyznaczenie miejsc, w których może potencjalnie dochodzić do spiętrzenia sił w szynie.
Analiza wpływu niesymetrycznego rozkładu sił w obu szynach toru i jego wpływu na stateczność toru.
Opracowanie układu ultradźwiękowych głowic do pomiarów terenowych. Pomiary zmian sił w szynach w torze.
Opracowanie metody oceny stanu toru ciągle spawanego.
Weryfikacja wyników badan ultradźwiękowych z pomiarami przemieszczeń szyn względem punktów stałych.