1 Data: 12.07.2012, wersja v2 Wojskowa Akademia Techniczna

1 Data: 12.07.2012, wersja v2 Wojskowa Akademia Techniczna

Wojskowa Akademia Techniczna
Wydział Mechaniczny
Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej
Data: 12.07.2012, wersja v2
OFERTA TEMATÓW PROJEKTÓW BADAWCZYCH DOKTORSKICH
W DYSCYPLINIE MECHANIKA
OD NABORU 2012
1. Modelowanie struktur mikroporowatych w aspekcie ich wytrzymałości
pod ekstremalnym ciśnieniem zewnętrznym
Promotor:
prof. dr hab. inż. Tadeusz NIEZGODA
Promotor pomocniczy: dr inż. Danuta MIEDZIŃSKA
Zakres projektu
W pracy zostaną zbadane struktury materiałów mikroporowatych poddanych obciążeniu ekstremalnym ciśnieniem
zewnętrznym, przy dużych prędkościach odkształceń. Przeanalizowane zostaną zarówno struktury idealne, jak
i rzeczywiste, zbudowane na podstawie tomografii komputerowej. Do badań zostanie wykorzystana metoda elementów
skończonych. Modele zostaną poddane walidacji na podstawie badań eksperymentalnych.
2. Modelowanie procesów termicznych przy spalaniu węgla w złożu
Promotor:
prof. dr hab. inż. Tadeusz NIEZGODA
Promotor pomocniczy: dr inż. Danuta MIEDZIŃSKA
Zakres projektu
W pracy zostanie stworzony model numeryczny procesów termicznych zachodzących podczas spalania węgla w złożu.
Zbadanie zostanie aspekt mikro i makroskopowy zjawiska. Analizy numeryczne zostaną przeprowadzone przy
zastosowaniu metody elementów skończonych z zaimplementowaną analizą termodynamiczną. Zostanie
przeanalizowane zjawisko spalania, przemian fazowych i przepływy gazu. Modele zostaną poddane walidacji na
podstawie badań eksperymentalnych.
3. Badania przepływu ciepła w skale na wybranym przykładzie
Promotor:
prof. dr hab. inż. Tadeusz NIEZGODA
Promotor pomocniczy: dr inż. Danuta MIEDZIŃSKA
Zakres projektu
W pracy zostanie zbudowany model numeryczny mikrostruktury wybranej skały porowatej. Model ten zostanie poddany
walidacji na podstawie badań eksperymentalnych. Analizie numerycznej przeprowadzonej przy pomocy metody
elementów skończonych zostaną poddane zjawiska przepływu ciepła w skale. Zaimplementowane zostaną równania
uwzględniające zjawiska termodynamiczne. Zostaną również przebadane modele materiału dla skały uwzględniające jej
właściwości cieplne.
4. Zagadnienie drążenia skały za pomocą urządzenia hydrodynamicznego
Promotor:
prof. dr hab. inż. Tadeusz NIEZGODA
Promotor pomocniczy: dr inż. Grzegorz SŁAWIŃSKI
Zakres projektu
W pracy zostanie rozwiązane, za pomocą zaawansowanej metody elementów skończonych zagadnienie drążenia skały
za pomocą urządzenia hydrodynamicznego. Model numeryczny urządzenia zostanie poddany walidacji na podstawie
badań eksperymentalnych. Zostaną szczegółowo przeanalizowane zjawiska kontaktu między skałą a urządzeniem,
proces niszczenia skały, zjawiska fizyczne zachodzące na powierzchni urządzenia. Geometria urządzenia zostanie
poddana optymalizacji.
1
5. Badania eksperymentalne i modelowanie laminatów poliestrowo-szklanych w zakresie lepkosprężystym
z uwzględnieniem temperatury
Promotor:
prof. dr hab. inż. Marian KLASZTORNY
Zakres projektu
Celem projektu badawczego są badania eksperymentalne sprężyste i reologiczne oraz modelowanie konstytutywne
żywicy poliestrowej i kompozytów jednorodnych poliestrowo-szklanych (wzmocnionych tkaniną lub matą) w zakresie
lepkosprężystym z uwzględnieniem temperatury [-30C,+90C]. Metodologia modelowania bazuje na funkcjach
wykładniczych ułamkowych i zwykłych. Opracowane modele zostaną zastosowane do modelowania numerycznego
warstw laminatów mieszanych poliestrowo-szklanych, z użyciem systemu MSC.Marc. Wyniki badań zostaną
wykorzystane do projektowania konstrukcji powłokowych z laminatów poliestrowo-szklanych.
6. Modelowanie i obliczenia inżynierskie kompozytowych przekryć zbiorników cylindrycznych
Promotor:
prof. dr hab. inż. Marian KLASZTORNY
Zakres projektu
Celem projektu badawczego doktorskiego jest opracowanie metodologii modelowania i obliczeń inżynierskich przekryć
zbiorników cylindrycznych. Przekrycia są wykonane z laminatów mieszanych poliestrowo-szklanych. Uwzględnione
zostaną obciążenia stałe, zmienne, technologiczne i użytkowe. Uwzględniona zostanie interakcja między segmentami
przekrycia oraz złącza z luzami konstrukcyjnymi. Opracowana metodologia zostanie przetestowana na wybranym
przekryciu z zastosowaniem systemu MSC.Marc. Zapasy nośności zostaną wyznaczone na podstawie map indeksów
niszczenia poszczególnych warstw laminatów.
7. Metoda doboru optymalnych parametrów konstrukcyjno-materiałowych dla konstrukcji stentów naczyniowych
Promotor:
dr hab. inż. Jerzy MAŁACHOWSKI, prof. nadzw. WAT
Zakres projektu
Głównym celem jest opracowanie systemowej metody projektowania stentów naczyniowych. Innowacyjność podejścia
do projektowania stentów opiera się na wykorzystaniu i połączeniu w jedną ścieżkę nowoczesnych technik projektowobadawczych. Dzięki wykonaniu kompleksowych badań materiałowych wstępnie wyselekcjonowanych materiałów
możliwe będą do uzyskania ich dokładne charakterystyki, na podstawie których zostanie dobrany materiał
o właściwościach najbardziej odpowiednich dla danego typu implantu. Z punktu widzenia badań modelowych
nieodzownym etapem będzie:
 opracowanie modeli sprzężenia numerycznego typu ciało stałe (stent, naczynie krwionośne) – płyn (krew),
 analizy w ekstremalnych stanach eksploatacji stentu i następnie prowadzenie analiz optymalizacji konstrukcji
stentu przy użyciu algorytmów genetycznych.
8. Metoda projektowania parametrów konstrukcyjno-materiałowych dla stentów biodegradowalnych
Promotor:
dr hab. inż. Jerzy MAŁACHOWSKI, prof. nadzw. WAT
Zakres projektu
Głównym celem jest opracowanie systemowej metody projektowania stentów naczyniowych, które po procesie
implementacji ulegają biodegradacji. Dzięki wykonaniu kompleksowych badań materiałowych wstępnie
wyselekcjonowanych materiałów możliwe będą do uzyskania ich dokładne charakterystyki, na podstawie których
zostanie dobrany materiał o właściwościach najbardziej odpowiednich konstrukcji ulegających w otoczeniu naczynia
i krwi procesowi bodegradowalności.
Duża grupę stosowanych do tego celów materiałów są materiały polimerowe. Z tego też punktu widzenia jest potrzeba
opracowania nowej metody projektowania takich konstrukcji. Z punktu widzenia badań modelowych nieodzownym
etapem będzie opracowanie modeli sprzężenia numerycznego typu ciało stałe (stent, naczynie krwionośne) – płyn
(krew) i opracowanie metody pozwalającej na symulację procesu bioabsorbowalności materiału stentu.
2
9. Numeryczno-eksperymentalna metoda optymalnego kształtowania konstrukcji wertykalnych turbin wiatrowych
Promotor:
dr hab. inż. Jerzy MAŁACHOWSKI, prof. nadzw. WAT
Zakres projektu
W ramach realizacji projektu doktorskiego przewiduje sie wykonanie następujących badań :
 dobór rodzaju zastosowanych materiałów i badania ukierunkowane na lekkie materiały metalowe (np. aluminium)
i kompozyty polimerowe na bazie węgla,
 badania efektywności w zakresie generowania energii elektrycznej – przeprowadzone będą analizy mające na celu
wyselekcjonowanie zjawisk powodujących straty mocy w układzie wirnika (np. tarcie i opory aerodynamiczne),
 analizy numeryczne poszczególnych elementów i całej konstrukcji wybranej konstrukcji pionowej turbiny wiatrowej
– wykonanie modeli numerycznych wirników turbin ze szczególnym uwzględnieniem ośrodków Eulera (opisującego
powietrze) i Lagrange’a (opisującego turbinę) w celu doboru odpowiedniej geometrii wirnika pozwalającej na
uzyskanie optymalnej mocy z turbiny dla różnych prędkości wiatru
 dobór optymalnego kształtu turbiny wertykalnej – uzyskany na drodze optymalizacji numerycznej kształt pozwoli
uzyskać większą sprawność turbiny wertykalnej.
10. Numeryczno-doświadczalne badanie wpływu czynników rażenia IED w aspekcie ochrony załóg pojazdów
Promotor:
ppłk dr hab. inż. Wiesław BARNAT
Promotor pomocniczy: dr inż. Grzegorz SŁAWIŃSKI
Zakres projektu
W pracy badany będzie wpływ poszczególnych czynników towarzyszących wybuchowi IED, działających na załogę pojazdu.
Zostanie oceniony wpływ poszczególnych czynników rażenia i elementów konstrukcyjnych pojazdu. Dzięki zastosowaniom
nowoczesnych metod badawczych istnieje możliwość pełnej oceny oddziaływania skutków wybuchów IED na załogę pojazdu
podczas wybuchu. Prace będą wykonywanie poprzez połączenie badan doświadczalnych oraz numerycznych.
11. Numeryczno-doświadczalne badanie nożoodporności kompozycji balistycznych
Promotor:
ppłk dr hab. inż. Wiesław BARNAT
Promotor pomocniczy: dr inż. Paweł GOTOWICKI
Zakres projektu
W pracy badane będą osłony kompozytowe w postaci lekkich kompozycji balistycznych odpornych na narzędzia kłujące
oraz lekkie odłamki. Prace będą wykonywanie poprzez połączenie badań doświadczalnych oraz numerycznych.
Podczas realizacji pracy powstanie oryginalne stanowisko badawcze. Dodatkowo, praca zaowocuje opracowaniem
metodyki badań numeryczno-doświadczalnych kompozycji balistycznych.
12. Numeryczno-doświadczalne badanie osłon drogowych
Promotor:
ppłk dr hab. inż. Wiesław BARNAT
Promotor pomocniczy: dr inż. Paweł DZIEWULSKI
Zakres projektu
W pracy badane będą osłony drogowe z absorbentami energii, w postaci konstrukcji przestrzennych, do złagodzenia
skutków uderzenia samochodu osobowego w elementy infrastruktury drogowej, np. filary mostu. Prace będą
wykonywanie poprzez połączenie badan doświadczalnych oraz numerycznych. W ramach pracy zaprojektowane
zostaną różne rozwiązania konstrukcyjne osłon drogowych. W ramach badań numerycznych przeprowadzone zostanie
porównanie rozwiązań i quasi-optymalizacja.
13. Numeryczno-doświadczalne badanie procesów zachodzących podczas wybuchu w kopalniach w aspekcie
bezpieczeństwa biernego
Promotor:
ppłk dr hab. inż. Wiesław BARNAT
Promotor pomocniczy: st. bryg dr hab. inż. Marzena Półka prof. SGSP (Szkoły Głównej Służby Pożarniczej)
Zakres projektu
W pracy zostanie zbadane zjawisko mieszania się pyłów kopalnianych w chodnikach górniczych. Zbadany zostanie
aspekt makroskopowy zjawiska. Analizy numeryczne zostaną przeprowadzone przy zastosowaniu oprogramowania
z zaimplementowaną analizą termodynamiczną przepływu gazu. Zostanie przeanalizowane zjawisko samozapłonu
detonacji i przepływu gazu. Modele zostaną poddane walidacji na podstawie badań eksperymentalnych.
3