Mittelineaarse lainelevi uurimisrühm

Nimetus
Nonlinear wave dynamics research group en
TalTech prioriteetne teadussuund
Uurimisrühma juht
Võtmesõna
sisemuutujate teooria et
theory of internal variables en
mittelineaarsed lained et
nonlinear waves en
solitonid et
solitons en
mittepurustav testimine et
nondestructive testing of materials en
laineprotsessid aksonites et
heliteke keelpillides et
metamaterjalid et
numbrilised eksperimendid et
numerical experiments en
Ülevaade
Peamised uurimissuunad on:• Pideva keskkonna mehaanika ja sisemuutujate teooria. Loodavad matemaatilised mudelid võtavad arvesse mittelineaarseid, dispersiivseid ning temperatuuri efekte ja erineva skaalaga mikrostruktuuride koosmõju lainelevile.• Solitonide ja üksiklainete analüüs. Selgitatakse mis tingimustel saavad komplekssetes keskkondades formeeruda solitoni tüüpi lained.• Mittelineaarse lainelevi numbriline analüüs. Keerukate lainestruktuuride käitumise uurimiseks luuakse Fourier’ teisendusel ja Haari lainikutel põhinevaid numbrilisi meetodeid.• Materjalide mittepurustav testimine. Luuakse meetodeid komplekssete materjalide omaduste määramiseks ja defektide tuvastamiseks.• Metamaterjalide modelleerimine. Luuakse teoreetilist baasi uute tehismaterjalide loomiseks.• Laineprotsessid aksonites. Selgitatakse närvisignaali levikuga kaasnevaid mehaanilisi ja termilisi efekte.• Muusika akustika. Mittelineaarsete mudelite abil selgitatakse helitekke mehhanisme keelpillides. et
The activities of the research group are focusedon wave propagation in complex media and corresponding applications. In the case of directproblems, the goal is to analyse how waves ofdifferent types propagate and interact in materials with known properties. In the case of inverseproblems, the aim is to determine the propertiesof materials, the presence of defects, residualstresses, etc. making use of quantities measuredfrom physical experiments.Main research directions: Theory of continua and internal variables.Developed mathematical models takeinto account nonlinear, dispersive andtemperature effects, and multiscale of amicrostructure.‚ Solitons and solitary waves. Boussinesqtype (two-wave) models and KdV-type(one-wave) models, which describe wavesin microstructured solids and mechanicalwaves in biomembranes, are applied. Conditions for formation of solitonic solutionsare determined.‚ Numerical analysis of nonlinear wavepropagation. Fourier transform and Haarwavelets related are elaborated in order toexamine time-space behaviour of complexwave-structures.‚ Nondestructive testing of materials. Methods for determining of mechanical properties of nonhomogeneous materials and fordetection of defects in laminated objectsare developed. en
Tähtsamad tulemused
Hiljutisi tulemusi:• On välja pakutud täiendatud matemaatiline mudel kirjeldamaks mehaanilisi pikilaineid müelineeritud aksoni seinas ammutades selleks inspiratsiooni mikrostruktuuriga materjalide mehaanikast. • Numbrilise analüüsi abil on tuvastatud, kuidas ajas muutuvad rajatingimused mõjutavad elastse laine levikut 2D komposiitlaminaatides.• Loodi viiulikeele võnkumise mudelid, et kirjeldada keele ja poogna vahelist interaktsiooni läbi kuivhõõrde füüsikalise mudeli. Üks loodud mudeleist simuleerib elastse keele mittetasapinnalist võnkumist olukorras, kus keelel on lubatud põrkuda ja hõõrduda vastu meelevaldse ristlõikega jäika barjääri.• Materjalide mittepurustava testimise vallas (koostöö PRG737-ga) on väljatöötatud prototüüp ja toimuvad selle katsetused.• On loodud uusi Haari lainikutel põhinevaid algoritme mittelineaarsete diferentsiaalvõrrandite numbriliseks lahendamiseks. et
Some results in 2021: In order to elucidate nonlinear phenomenaof sound generation in string instruments,oscillations of bow excited violin stringwere studied experimentally and corresponding nonlinear hysterical model forsimulating oscillations of violin stringswas worked out.‚ Activities in the field of non-destructivetesting of materials (collaboration withPRG 737) have led to the development ofpractical applications.‚ Activities in the field of non-destructivetesting of materials (collaboration withdepartment of Civil engineering and Architecture) have led to the development ofpractical applications. en
Uurimisrühma tegevusperiood
Seotud struktuuriüksus
Teadusgrupiga seotud publikatsioonid