Jste zde

ANED-M

Metodologie pro pokročilý návrh výtokové trysky

Návrh výtokové trysky

Trvání projektu: 2012 až 2013

Vedoucí projektu: doc. Ing. Matěj Lepš, Ph.D.

Projekt ANED-M se dělil na tři části. První z nich se zaměřovala na pravděpodobnostní popis nejistých materiálových parametrů založený na nejistých experimentálních datech. Předmětem této části projektu byl vývoj  a implementace metody, která kombinuje známé expertní znalosti, tzv. apriorní informace, s naměřenými daty v novou přesnější informaci. Konkrétně byla tato metoda použita pro identifikaci parametrů viskoplastického konstitutivního materiálového modelu na základě dat obdržených během pěti různých zatěžovacích zkoušek. Výstupem byl pravděpodobnostní popis materiálových vlastností, který zahrnuje všechny dostupné informace a umožňuje tak spolehlivější predikci odezvy konstrukce. Získaná data i metoda jejich získání budou partnerskou institucí zahrnuty do procesu návrhu budoucí nosné rakety.

Úkolem druhé části projektu bylo určení kombinací hodnot parametrů, při nichž dochází k selhání konstrukce. Testovací aplikací byl model raketové výtokové trysky, kde mezi uvažované parametry patřily nejen materiálové vlastnosti, ale i parametry geometrie a zatížení. Problém byl mnohorozměrný a analýza navíc zahrnovala velmi výpočetně náročné simulace trysky včetně různých způsobů jejího porušení. Vyvinutý postup umožnil určit některé z nejnepříznivějších kombinací parametrů, což poskytnulo velmi hodnotné informace o spolehlivosti řešené konstrukce.

Poslední část projektu zahrnovala optimalizaci geometrických vlastností výtokové trysky, kdy je minimalizována její váha a zároveň maximalizována její spolehlivost s ohledem na předepsané nejisté zatížení. Optimalizační proces byl v tomto případě vícekriteriální, mnohorozměrný a výpočetně velmi náročný, ovšem jeho možný přínos v podobě významných úspor a technologických vylepšení je neocenitelný.

O Katedře mechaniky

Katedra je tvořena specialisty v oborech stavební mechaniky, těles, mechaniky zemin, počítačových věd, aplikované matematiky, spolehlivosti konstrukcí, víceúrovňového modelování nebo biomechaniky. Skupina vědců přímo zapojených do projektu mechaniky se zabývá především optimalizačními a inverzními problémy stavebního či materiálového inženýrství, spolehlivostí konstrukcí nebo modelováním heterogenních materiálů. Řešení této problematiky zahrnuje vývoj efektivních nástrojů jako jsou například: pravděpodobnostní metody z oblasti bayesovské statistiky využívané v inverzních problémech se zahrnutím nejistot, metody vycházející z biologických principů jako evoluční algoritmy nebo umělé neuronové sítě pro řešení špatně podmíněných či vícekriteriálních optimalizačních úloh nebo různé typy náhradních modelů pro urychlení optimalizačních procesů nebo analýzy spolehlivosti.

Co vám účast v projektu přinesla?

„Díky tomuto projektu měl náš tým výjimečnou příležitost využít své teoretické vědomosti o optimalizačních a identifikačních problémech a otestovat robustnost a univerzálnost vyvinutých metod na složitých problémech z technické praxe. A naopak řešení prezentovaných problémů nás přivedlo k dalšímu studiu a vylepšení našich postupů. Ohromný význam má ale pro naši katedru především navázání spolupráce s klíčovými partnery z oblasti vývoje nosných raket. Projekt nám umožnil širší spolupráci, jejímž výsledkem jsou v současnosti dva nové projekty začínající v prosinci 2013.“