Proiect 106/2007, cod cncsis 247/2007 director proeict dr. Ligia Munteanu Titlul proiectului caracterizarea bazata pe cunoastere a capacitatii de amortizare a nanocompozitelor din materiale auxetice si nanotuburi de carbon rezumat

IV. Arhitecturarea unor nanocompozite cu proprietati optime de rezistenta si amortizare. Modelarea amortizarii la diferite scari metrice. Nanotuburi de carbon. Materiale chirale, auxetice si cu rigiditate negativa.

Ideea consta in dezvoltarea teoretica a unor principii de modelare a fabricarii de nanocompozite cu proprietati optime de rezistenta si amortizare. Cercetarea dezvolta metode de dispersare optimala a straturilor auxetice in matricea de material, si in final simuleaza producerea de nanocompozite prin depunere atomica a unui numar extrem de mare de straturi, pana la forma finala, asigurand o rezistenta si o amortizare deasupra limitelor traditionale. Un material auxetic este un material care are un coeficient Poisson negativ. Rezultatele mele sugereaza ca prin reducerea scarii structurale putem studia noi posibile surse de disipare a energiei in sau ntre multistraturile structurii, si, prin intelegerea fenomenului de deformare, putem fabrica materiale noi cu o combinatie optima a rezistentei si a amortizarii. Amortizarea joaca un rol important in dinamica structurala, deoarece este primul factor prin care se realizeaza controlul vibratiilor, conducand astfel la cresterea durabilitatii si a duratei de viaa a materialelor. De asemenea am studiat si materiale chirale (Cosserat) si materiale cu rigiditate negativa.

Am studiat comportamentul la deformatie a nanotuburilor de carbon si am stabilit metode noi de analiza si determinare a proprietatilor lor mecanice. Aceste metode se bazeaza pe o serie de potentiali interatomici care sunt utilizati atat in dinamica moleculara cat si in modelele cuplate atomistic-continue care combina modele ale mediului continuu cu teorii la scara atomica si cuantica. O categorie speciala o constituie modelele multi-scara care cupleaza o regiune descrisa atomistic cu regiuni invecinate descrise continuu, prin metoda elementului finit. Fiecare model se bazeaza pe o anumita reprezentare a energiei potentiale de deformatie. Am studiat cu multa atentie amortizarea la diferite scari metrice, pentru a pune in evidenta acele mecanisme interne de amortizare la scara nano- si microscopica, care contribuie la imbunatatirea cantitatii de amortizare la scara macroscopica.

V. Modelari matematice, metode directe si inverse in biodinamica.

Am studiat dinamica inimii, curgerea sangelui prin artere. S-au studiat ecuatiile constitutive active si pasive si s-au construit probleme inverse pentru definitivarea acestor legi cu ajutorul datelor experimentale. Pentru corectarea problemelor incorect puse se aplica algoritmi genetici si algoritmi de reconstructie algebrica.

Am studiat dinamica ventricolului drept al inimii, am modelat legile de comportament si am evaluat raspunsul la diferite solicitari realiste. Rezultatele vizeaza diagnosticul si comportarea inimii in timp, permitand interpretari in conditii in care nu se pot face experimente. Am studiat curgerea sangelui prin artere si am explicar caracterul pulsatoriu al curgerii utilizand teoria solitonilor. Caracterul curgerii sangelui arterial a fost interpretat din punctul de vedere al unei solutii de tip doi solitoni. Ecuatiile de baza care guverneaza curgerea sangelui prin artere constau din doua ecuatii de miscare a fluidului micropolar. Artera este modelata ca un tub elastic drept cu pereti subtiri, de lungime infinita, circular si omogen incastrat in tesut si umplut cu sange. Am studiat functionarea si posibilitatile de modelare matematica a anamneza, aparatului cardio-vascular uman (ACV) in scopul evaluarii integritatii sale. In functie de datele de intrare (varsta, tensiunea arteriala, simptome si semne periferice, etc.) am studiat comportarea dinamica a ACV si vizualizarea comportarii acestui sistem in timp, dand informatii asupra evolutiei cardiovasculare. Integritatea (infarctul miocardic si fenomenele insotitoare) este evaluata cu ajutorul dilatonilor. Influxul de energie (energie furnizata de subprocese sau subsisteme) poate provoca generari de solitoni asimetrici cu tendinta spre haos. Evolutia ACV este simulatã analitic si numeric si sta la baza caracterizarii teritoriului in care se manifesta o anomalie (afectiuni ale inimii, hipertensiunea arteriala, ateroscleroza, bolile arterelor coronare, insuficienta cardiaca congestiva, bolile vaselor periferice). Alte studii se refera la modelarea comportarii dinamice a oaselor si a muschilor.