Narodowe Centrum Nauki (NCN) wspiera badania podstawowe poprzez finansowanie projektów badawczych prowadzonych przez naukowców lub zespoły badawcze, krajowe jak i międzynarodowe, a także stypendiów doktoranckich i staży post-doktorskich. Konkursy odbywają się cztery razy w roku.
W marcu 2018, Narodowe Centrum Nauki przyznało dofinansowanie dwóm projektom IPPT PAN:
1. "Zaawansowane metody modelowania i optymalizacji struktur mechanicznych metamateriałów do inteligentnego sterowania drganiami" (SONATA BIS 7)
Kierownikiem Projektu jest dr hab. inż. Bartłomiej Dyniewicz
Rosnące wymagania stawiane przed nowoczesnymi konstrukcjami w zakresie poprawy bezpieczeństwa, komfortu oraz trwałości układów mechanicznych powodują konieczność poszukiwania nowych rozwiązań, które w istotnym stopniu zmniejszą szkodliwe drgania, zapewniając jednocześnie odpowiednią trwałość i wytrzymałość proponowanego rozwiązania. W konsekwencji, od dłuższego czasu adaptacyjne struktury automatycznie dostosowujące się do zaistniałych warunków stały się tematem intensywnych badań. Prawidłowo zaprojektowane umożliwiają znaczną poprawę właściwości dynamicznych konstrukcji, w porównaniu do ich odpowiedników pasywnych. Elementami wykonawczymi takich rozwiązań są materiały inteligentne, które umożliwiają szybką zmianę parametrów reologicznych. Praktyka inżynierska dowodzi, że obecnie dostępne inteligentne materiały mają istotne wady, które ograniczają ich potencjalne zastosowanie w praktyce. Jest to nadmierna masa, ale przede wszystkim konieczność stosowania złożonych urządzeń dodatkowych, umożliwiających, poprzez sterowanie, modyfikację parametrów. Głównym celem projektu jest opracowanie grupy lekkich materiałów inteligentnych stosowanych w dynamice konstrukcji, które charakteryzować się będą autonomicznością działania. Wymagania te powinny spełnić mechaniczne metamateriały, których własności dynamiczne determinuje w większym stopniu ich geometryczna struktura aniżeli materiały bazowe, stanowiące nośnik. Dzięki wykorzystaniu skutecznych narzędzi obliczeniowych oraz nowoczesnych osiągnięć z zakresu druku przestrzennego wydaje się możliwe zaprojektowanie, a następnie wyprodukowanie grupy prototypowych metamateriałów, które wykazują nietypowe i jak dotąd niezbadane cechy funkcjonalne. Określenie struktur geometrycznych poszukiwanych metamateriałów, wymaga opracowania szybkich i niezawodnych narzędzi numerycznych. Rozwiązując problem odwrotny oraz sformułowane zadania optymalizacji, określimy najprostsze z możliwych struktur, o najlepszym tempie rozpraszania energii. Na podstawie modeli komputerowych, zaprojektowane metamateriały zostaną wytworzone przy pomocy druku przestrzennego. Skuteczność opracowanych konfiguracji materiałów zweryfikujemy eksperymentalnie. Zakładamy, że proponowane autonomicznie działające adaptacyjne metamateriały przewyższą obecnie dostępne na rynku rozwiązania i jednocześnie pozostaną relatywnie tanie i łatwe do wytwarzania. W przyszłości opracowane w ramach projektu środowisko obliczeniowe powinno pozwolić na projektowanie struktur geometrycznych metamateriałów o założonych charakterystykach przełączeniowych na życzenie, pod konkretne zastosowania. Opracowane mechaniczne metamateriały powinny zrewolucjonizować podejście do półaktywnej redukcji drgań w wielu zastosowaniach praktycznych, pozwalając budować struktury bezpieczniejsze oraz poprawiać funkcjonalność konstrukcji już istniejących. Przełoży się to na wymierne korzyści dla społeczeństwa w postaci zmniejszenia strat zasobów ludzkich oraz materialnych.
2. "Adaptacyjne rozproszone tłumienie drgań konstrukcji modułowych" (SONATA)
Kierownikiem Projektu jest dr Dominik Pisarski
Na przestrzeni ostatniej dekady, koncepcje rozproszonych układów sterowania przyciągnęły uwagę wielu badaczy i inżynierów. Jest to konsekwencją trendu w konstruowaniu elementów automatyki, które ze względu na swą funkcjonalność są postrzegane jako kompaktowe, niezależne moduły, wyposażone w czujniki, programowalne sterowniki oraz układy wykonawcze. Rozproszony układ sterowania cechuje wysoka zdolność do re-konfiguracji w trakcie realizacji odrębnych zadań. Modułowe układy oparte o działanie systemów sterowania rozproszonego są szczególnie obiecujące dla konstrukcji wielkoskalowych i robotyki, gdzie stopień komplikacji scentralizowanych systemów kontrolno-pomiarowych jest tak wysoki, że ilość zastosowanego sprzętu i moce obliczeniowe użytych komputerów często przekraczają racjonalne wartości.
Celem projektu jest opracowanie nowatorskich efektywnych rozproszonych metod sterowania konstrukcji modułowych poddanych działaniu drgań mechanicznych. Prace teoretyczne prowadzone będą w kontekście rozproszonego sterowania optymalnego i stabilizacji układów mechanicznych. W kilku zastosowaniach inżynierskich, w tym konstrukcji aktywnego zawieszenia pojazdu i modułowego manipulatora, skuteczność opracowanych metod zostanie przebadana numerycznie. Ostateczna weryfikacja zaproponowanych strategii sterowania przeprowadzona zostanie eksperymentalnie w oparciu o unikalną konstrukcję aktywnego modułowego zawieszenia (Rys. 1). Badania podstawowe prowadzone będą przy wykorzystaniu zaawansowanej aparatury kontrolno-pomiarowej i równoległych procedur obliczeniowych. Finalnie zaproponowane również zostaną rozwiązania uproszczone, oparte na ogólnodostępnych elementach automatyki i tanich materiałach półaktywnych. Projekt będzie realizowany przy współpracy naukowców z Francji, z instytutu INRIA Rhône-Alpes oraz Université de Picardie Jules Verne w Amiens.
Rys. 1. Konstrukcja modułowego zawieszenia platformowego sterowana przy użyciu systemu rozproszonego.