Mittelineaarse lainelevi uurimisrühm
Mittelineaarse lainelevi uurimisrühma tegevus on fokusseeritud komplekssetes keskkondades toimuva lainelevi seaduspärasuste selgitamisele ja vastavatele rakendustele. Ühest küljest on siin tegu otseülesannetega, mille korral selgitatakse kuidas erinevat tüüpi lained formeeruvad, levivad ja interakteeruvad teadaolevate omadustega materjalides. Teisest küljest on eesmärgiks pöördülesannete lahendamine, mille korral määratakse materjali omadusi, defektide olemasolu või pingeseisundit füüsikalistes eksperimentides mõõdetavate suuruste põhjal. Peamised uurimissuunad: - Pideva keskkonna mehaanika ja sisemuutujate teooria. Uurimistöö on keskendunud materjalide sisemise struktuuri kirjeldamisele väljade abil. Vastavad matemaatilised mudelid võtavad arvesse mittelineaarseid, dispersiivseid ning temperatuuri efekte, k.a. mitme erineva skaalaga mikrostruktuuride koosmõju mehaaniliste lainete levile. - Solitonide ja üksiklainete analüüs. Rakendatakse nii Boussinesq-tüüpi (kahe laine) kui KdV-tüüpi (ühe laine) mudeleid, mis kirjeldavad deformatsioonilaineid mikrostruktuuriga tahkistes ja mehaaniliste lainete levi biomembraanides. Selgitatakse millistel tingimustel saavad formeeruda solitonilised lahendid. - Diskreetne spektraalanalüüs. Keerukate lainestruktuuride ajalis-ruumilise käitumise uurimiseks rakendatakse Fourier’ teisendusel põhinevaid spektraalkarakteristikuid. - Materjalide mittepurustav testimine. Töötatakse välja meetodeid mittehomogeensete materjalide (k.a. lamineeritud materjalid) mehaanikaliste omaduste määramiseks ja defektide tuvastamiseks. Hiljutisi tulemusi: - Materjalide mittepurustavaks testimiseks on väljatöötatud hilistunud ajalisel ümberpöördel põhinev mittelineaarse elastsuslaine spektroskoopia (inglise keeeles: delayed Time Reversal-Nonlinear Elastic Wave Spectroscopy, lühidalt delayed TR-NEWS). Meetodi valiidsust on kinnitanud nii nu8mbrilised simulatsioonid kui füüsikalised eksperimendid. - On tuletatud sidustatud mudel, aksonis liikuva närviimpulsiga kaasneva mehaanilise laine levi kirjeldamiseks. Numbrilised simulatsioonid näitavad, et meelavaldse kujuga sisendist võivad formeeruda solitoni sarnased lained. - Muusikainstrumentide akustika vallas on tuletatud teoreetiline mudel, mis kirjeldab keele ja barjääri interaktsiooni ning on teostatud selle mudeli eksperimentaalne kontroll keelpillide jaoks. |