Väitös konetekniikan alalta, M.Sc. Waqas Ahmad

Jään prosessivyöhykkeen ensimmäinen kvantitatiivinen mittaus digitaalisen kuvakorrellaation avulla

Kasvava kiinnostus merituulivoimaan arktisilla alueilla edellyttää entistä parempaa ymmärrystä jään murtumisesta. Uutta tietoa tarvitaan, jotta voimme suunnitella turvallisia rakenteita ja parantaa malleja, joita käytetään jään murtumisen kuvaamiseen. Tässä väitöskirjassa kehitettiin digitaalisen kuvakorrelaation (DIC) menetelmiä, ja käytettiin niitä jään murtumisen tutkimiseen. Verrattuna perinteisiin menetelmiin, joissa jään muodonmuutoksia mitataan käyttäen LVDT-antureita tai lasereita, DIC mahdollisti särön etenemisen tutkimisen, sekä jään muodonmuutosten ja jään mikrorakenteen välisen yhteyden selvittämisen. Käyttämällä DIC-dataa ja jäähieitä väitöskirja osoittaa, että särönkasvu jäässä riippuu sen kiteiden suuntautuneisuudesta. Tuloksia käytettiin myös selittämään jään murtumisen nopeus- ja mittakaavavaikutuksia. Väitöskirjan tuloksiin kuuluu myös ensimmäinen kvantitatiivinen mittaus jään epälineaarisen prosessivyöhykkeen koosta. Mitattujen tulosten vertailu VFCM-malliin (visco-elastic fictitious crack model), jota perinteisesti käytetään prosessivyöhykkeen koon laskemiseen, osoitti, että mallin tulos riippuu siitä, millainen särönkasvuprosessi on. Lisäksi VFCM-mallin tarkkuus parani, kun se kanssa käytettiin DIC:stä saatuja mittaustuloksia. Tulokset korostavat digitaalisen kuvakorrelaation hyödyllisyyttä jäämekaniikan tutkimuksessa. Tulokset korostavat myös tarvetta kehittää jää mallinnusta arktisten rakenteiden turvallisuuden varmistamiseksi. 

Tohtoriopiskelija: Waqas Ahmad

Vastaväittäjä:PhD Mark Iadikola, NIST, USA
Vastaväittäjä:Associate Professor Wenjun Lu, NTNU
Trondheim, Norja

Kustos:Professori Jukka Tuhkuri, Aalto-yliopiston tekniikan korkeakoulu, konetekniikan laitos

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Tohtoriopiskelijan yhteystiedot: Waqas Ahmad, [email protected], +358504771636

Tekniikan korkeakoulujen väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/49