Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu về sóng siêu âm trong môi trường dị hướng phân lớp, ứng dụng cho phát hiện khuyết tật và xác định đặc tính vật liệu các cấu trúc composite
Mã số đề tài GUST.STS.ĐT2020-CH01
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Học viện Khoa học và Công nghệ
Thuộc Danh mục đề tài Chương trình sau tiến sỹ tạo nguồn lực khoa học công nghệ cho Viện Hàn lâm KHCNVN
Họ và tên Phan Hải Đăng
Thời gian thực hiện 01/09/2020 - 30/09/2022
Tổng kinh phí 408 triệu đồng
Xếp loại Khá
Mục tiêu đề tài

- Nghiên cứu lý thuyết bài toán truyền sóng siêu âm trong các môi trường dị hướng vật liệu (ví dụ đẳng hướng ngang, trực hướng hay dị hướng tổng quát)
- Vẽ biểu đồ tán xạ thể hiện sự phụ thuộc của vận tốc vào tần số sóng siêu âm trong cấu trúc phân lớp bằng phương pháp tính toán số
- Tính biên độ sóng sinh ra bởi phân bố lực điều hòa trong một số cấu trúc vật liệu phân lớp bằng phương pháp giải tích dựa trên nguyên lý thuận nghịch và so sánh với kết quả của phương pháp số
- Ứng dụng hiểu biết về truyền và tán xạ của sóng siêu âm trong môi trường dị hướng phân lớp để phát hiện khuyết tật và xác định đặc tính vật liệu các cấu trúc composite (ví dụ composite dùng trong khung, vỏ máy bay và cấu trúc xương ống và dẹt). Ở đây, khái niệm khuyết tật được hiểu khá rộng, ví dụ như vết nứt (crack), tách lớp (delamination), vết ăn mòn (corrosion), ... xảy ra trong quá trình vận hành cấu trúc hay các rỗ khí (air trap, vacuum void) sinh ra trong quá trình sản xuất.

Kết quả chính của đề tài

- Nghiên cứu lý thuyết: Đề tài đã thành công trong việc tìm lời giải giải tích ở dạng công thức đóng cho bài toán lan truyền của sóng siêu âm trong những cấu trúc đa lớp dị hướng dưới tác dụng của nguồn phát siêu âm (lực). Kết quả là đã công bố được những bài báo khoa học chất lượng trên các tạp chí cũng như báo cáo trong các hội nghị uy tín.
- Ứng dụng: Đưa ra các cách tiếp cận hiệu quả cho bài toán phát hiện khuyết tật và xác định đặc tính vật liệu bằng các thuật toán tối ưu, tạo tiền đề cho việc phát triển các phương pháp hiệu quả trong Đánh giá không phá hủy (Nondestructive evaluation – NDE) và Siêu âm định lượng xương (Bone quantitative ultrasound – Bone QUS).

Sản phẩm của đề tài:

- Các bài báo đã công bố (liệt kê):
Bài báo ISI (2):
+ H. T. L. Nguyen, Nguyen, V.-H., Bui, Q. T. L., Nguyen, K.-C. T., H. Phan, Le, L. H. (2021), "Beam-steering ultrasonic guided waves in a bone-mimicking plate by time-delaying the excitation of the elements in a multi-element array: a numerical study", Japanese Journal of Applied Physics, 60(SD), pp. SDDE20.
+ Le, D., Y. Nguyen, H. N. Quy, L. H. Le and H. Phan (2022). "Elastodynamic response of an orthotropic layered elastic half-space to time-harmonic loading." Science Progress 105(4), pp. 00368504221135449.
Bài báo Scopus (3):
+ Q. H. Le, Nguyen, Y., Nguyen, H., Dao, D. K., Tran, H.-N., H. Phan (2022), "Guided Waves in Hollow Cylinders: Theoretical and Numerical Study", CIGOS 2021, Emerging Technologies and Applications for Green Infrastructure, Singapore, Springer Singapore.
+ D. Le, Trinh, N. A., Dang, S.-T., Plan, E., Nguyen M. T., H. Phan (2022), "Model of Guided Waves in Cortical Bones Coated with a Soft-Tissue Layer", CIGOS 2021, Emerging Technologies and Applications for Green Infrastructure, Singapore, Springer Singapore.
+ D. K. Dao, Nguyen, H., Le, D., Pham, D. C., Nguyen, T., H. Phan (2020), "A Theoretical and Numerical Study of Ultrasonic Waves in Laminated Composites for Nondestructive Evaluation of Structures", 2020 5th International Conference on Green Technology and Sustainable Development (GTSD).
Bài báo hội nghị (1):
+ D. K. Dao, Hoang, N. Q., Nguyen, T. G., Le, D., Nguyen, H., H. Phan (2022), " A study on ultrasonic shear horizontal waves in composite structures ", 2022 6th International Conference on Green Technology and Sustainable Development (GTSD).

Những đóng góp mới

- Lời giải giải tích ở dạng công thức đóng của chuyển động sóng siêu âm trong một số cấu trúc dị hướng phân lớp dưới tác dụng của nguồn phát điều hoà là đóng góp rất quan trọng về mặt lý thuyết của đề tài này. Nhóm đề tài cũng tính toán và vẽ được biểu đồ tán xạ của sóng siêu âm có tích hợp biên độ sóng của từng mode và đạt được kết quả so sánh rất tốt giữa phương pháp giải tích và phương pháp số. Những đóng góp này là tiền đề cho việc giải bài toán ngược để từ đó có thể phát triển ứng dụng của sóng siêu âm trong đánh giá không phá hủy và siêu âm định lượng xương.

Địa chỉ ứng dụng

Kết quả của đề tài đã được sử dụng để thiết lập và làm các thí nghiệm phát nhận sóng siêu âm cũng như giúp nâng cao chất lượng tín hiệu ở Wave and Structural Health Monitoring Lab., Pusan National University.

Kiến nghị

Chủ nhiệm đề tài xin chân thành cảm ơn Chương trình Postdoc của Học viện Khoa học và Công nghệ đã tài trợ để nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài này thành công với nhiều kết quả công bố rất tốt và tiềm năng để đưa những nghiên cứu này vào thực tiễn. Nhờ sự tài trợ mà chúng tôi đã phát triển được các hướng nghiên cứu còn rất mới ở Việt Nam. Chương trình Postdoc thực sự tuyệt vời và mang nhiều ý nghĩa đối với những người nghiên cứu trẻ tuổi, đầy nhiệt huyết. Riêng với chủ nhiệm đề tài thì Chương trình Postdoc này đã đến đặc biệt đúng lúc, khi đang có những ý tưởng hay về hướng nghiên cứu có tính đột phá nhưng chưa tìm được sự tài trợ để thúc đẩy nó. Nhóm nghiên cứu cũng rất cảm ơn đơn vị phối hợp là Viện Cơ học đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để đề tài có được thành công.
Dựa vào những thành công của Chương trình Postdoc, rất mong muốn Học viện Khoa học và Công nghệ sẽ có chương trình tài trợ mới để các chủ nhiệm có thể tiếp tục thực hiện những nghiên cứu chuyên sâu hơn, có được nhiều kết quả nghiên cứu chất lượng cao hơn, tạo ra những sản phẩm khoa học hữu ích và thiết thực.

Ảnh nổi bật đề tài
1673837639428-197.gif