Monografia “Adaptive Feedback Control System for Reduction of Vibroacoustic Emission" (Ł. Nowak, IPPT Reports 2/2014).
Podstawowym celem niniejszej pracy jest przedstawienie możliwości detekcji i kontroli drgań cienkich konstrukcji płytowych o dowolnych warunkach mocowania za pomocą zaprojektowanego, oryginalnego aktywnego układu sterowania opartego na sensorach i aktuatorach piezoelektrycznych w celu minimalizacji amplitudy ciśnienia akustycznego w wybranym punkcie przestrzeni otaczającej strukturę. W pracy został przedstawiony opis teoretyczny rozpatrywanych zjawisk leżących u podstaw procesów detekcji i wzbudzania drgań struktur płytowych za pomocą przetworników piezoelektrycznych. Opracowano i zaimplementowano oryginalny algorytm wyznaczania rozkładu pola ciśnienia akustycznego w otoczeniu płyty drgającej w wolnej przestrzeni, umożliwiający minimalizację czasu i kosztu niezbędnych obliczeń numerycznych. Zostały opracowane także oryginalne algorytmy sterowania optymalnego i adaptacji, umożliwiające szybkie i efektywne wyznaczanie optymalnych wartości wzmocnień pętli sprzężeń zwrotnych układu sterowania, dla których następuje minimalizacja amplitudy ciśnienia akustycznego w wybranym punkcie przestrzeni otaczającej kontrolowana strukturę płytową. System sterowania aktywnego wykorzystany do badań doświadczalnych został zaprojektowany i skonstruowany według oryginalnej koncepcji z wydzieleniem niezależnych, analogowych torów sprzężeń zwrotnych. Wyniki eksperymentów przeprowadzonych w komorze bezechowej wykazały, iż w badanym układzie jest możliwe znaczne zredukowanie poziomu hałasu emitowanego przez kontrolowaną konstrukcję płytową pobudzoną do drgań przez siłę zewnętrzną. Spis treści: | |
Monografia “Vibration Control with Smart Materials" (Cz. Bajer, B. Dyniewicz, D. Pisarski, J. M. Bajkowski, seria: Biblioteka Mechaniki Stosowanej).
Szybki technologiczny rozwój w mechanice, robotyce, budownictwie i budowie maszyn pociąga za sobą konieczność obniżenia poziomu szkodliwych drgań. Chociaż podstawy teoretyczne wielu możliwych strategii, wywodzących się z teorii drgań i teorii sterowania, powstały wiele lat temu, możliwości ich zastosowań w praktyce dotąd nie są w wystarczającym stopniu zbadane. Sterowanie parametrami materiałów inteligentnych poprawia właściwości półaktywnego tłumienia drgań elementów konstrukcji. Technika ta może być wykorzystana w różny sposób. Dobrymi przykładami parametrycznego sterowania jest uwzględnienie zmian tarcia, lepkości lub tłumienia. W ostatnich latach popularne stały się magnetoreologiczne amortyzatory, choć ciecze w nich zawarte wykazują także wady. Wykorzystywane też są alternatywnie elastomery o sterowanych własnościach oraz materiały granulowane, o własnościach sterowanych podciśnieniem. Książka skierowana jest do doktorantów, naukowców oraz inżynierów. Pokazuje możliwy zakres sterowania własnościami konstrukcji w budownictwie, mechanice i budowie maszyn. Czytelnik znajdzie w niej podstawy teoretyczne drgań konstrukcji zginanych oraz skręcanych, również pod obciążeniem ruchomym, optymalne strategie półaktywnego sterowania oraz przykłady ich zastosowań w rzeczywistych konstrukcjach inżynierskich. Przedstawione rozważania analityczne potwierdzone są symulacjami numerycznymi oraz eksperymentalnie. Spis treści: | |
Monografia "Systemy uwalniania leków oparte na nanowłóknach" (P. Nakielski, IPPT Reports 1/2015).
W pracy podjęto się zadania stworzenia systemu uwalniania leków opartego na zastosowaniu biodegradowalnych materiałów polimerowych wytworzonych z nanowłókien otrzymywanych metodą elektroprzędzenia. Bezpośrednim celem tej pracy było stworzenie aktywnego opatrunku wspomagającego operacje neurochirurgiczne. Praca zawiera doświadczalną i numeryczną analizę procesu uwalniania i transportu leku do typowego płynu buforowego oraz symulanta tkanki mającą na celu znalezienie optymalnych warunków kontrolowania w czasie i przestrzeni rozkładu stężenia leku. Uwalnianie leku w zaproponowanym modelu matematycznym opisano za pomocą równań adsorpcji-desorpcji, zaś transport w porowatym materiale z wykorzystaniem równania dyfuzji. Przedstawiona analiza parametrów materiałów z nanowłókien mających wpływ na szybkość uwalniania leków, opis matematyczny procesu lokalnego uwalniania leków z materiałów polimerowych, jak również transportu substancji aktywnych w organizmie w szczególności w tkance mózgowej, pozwoliły na zbudowanie modelu numerycznego umożliwiającego parametryczną ocenę wpływu czynników geometrycznych, struktury materiału, metody enkapsulacji leku we włóknach, jak i własności nanowłókien na profile uwalniania leków. Przeprowadzone we współpracy z Instytutem Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN operacje neurochirurgiczne wykonane na modelu zwierzęcym potwierdziły pozytywny wpływ wytworzonych z nanowłókien materiałów na proces regeneracji tkanki nerwowej, zapobiegając jednocześnie szkodliwemu dla tego procesu bliznowaceniu tkanki. Spis treści: |
