Repedések dinamikájától katasztrófák előrejelzéséig

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Verő Balázs Dunaújvárosi Főiskola AGY Kecskemét, 2008 június 4.
Advertisements

Mezoszkopikus termodinamika: eloszlásváltozók Bíró T.S., Lévai P., Ván P., Zimányi J. MTA, RMKI, Elméleti Főosztály –Mezo-termo –Mezo-statfiz –Mezo: QGP.
Dinamikus állománymérési módszerek fejlesztése
Budapest University of Technology and Economics Elektronikus Eszközök Tanszéke mikofluidika.eet.bme.hu Nagy átbocsátóképességű nanokalorimetriás Lab-on-a-Chip.
Térbeli niche szegregáció kétfoltos környezetben
Mesterszakok (MSc): fizikatanár fizikus csillagász
ATOMREAKTOROK ANYAGAI 5. előadás
Szerkezetek numerikus modellezése az építőmérnöki gyakorlatban
SZEKTOR EMISSZIÓ ÁLLAPOT HATÁS Ipar VOC Felszíni ózon Mezőgazd. termés Közlekedés Energia termelés Háztartás Mezőgazd. NO x NH 3 PM SO 2 PM koncentráció.
A talajok mechanikai tulajdonságai V.
A talajok mechanikai tulajdonságai
A talajok mechanikai tulajdonságai II.
A talajok mechanikai tulajdonságai IV.
Az ismételt igénybevétel hatása A kifáradás jelensége
A Termohidraulikai Laboratórium kutatásai
1 Fertőzés terjedése egydimenziós rácson (Contact Process) Az ismétlődő elemi folyamatok véletlenül választott x rácspontokon: gyógyulás: s x =1→0 1/(1+λ)
Rideg anyagok tönkremenetele Ván Péter BME, Kémiai Fizika Tanszék
A SPECT képalkotás Szigeti Krisztián. A szeminárium menetrendje dátumtémaelméletiklinikai SPECTSzigeti Krisztián (fizikus)Korom Csaba (orvos,
REFLEXIÓK VARGA JÚLIA “A KÖZALKALMAZOTTI BÉREMELÉS HATÁSA A TANÁROK PÁLYAELHAGYÁSI DÖNTÉSÉRE” CÍMŰ ÍRÁSÁRA Cseres-Gergely Zsombor, Szirák 2012.
5. „Anyagvizsgálat a Gyakorlatban – AGY5” Monor, Június Mi az anyagvizsgálat célja? Mit mérünk? Mi az anyagvizsgálat célja? Mit mérünk? – A.
Kiralitás vizsgálata a 130-as magtartományban: 134 Pr és 132 La I. Kuti, J. Timár, D. Sohler et al. Kiralitás vizsgálata a 130-as magtartományban: 134.
Hőtan.
Doktori értekezés előzetes vita Heterogén anyagok károsodása és törése Témavezető: Dr. Kun Ferenc Debreceni Egyetem Fizikai Tudományok Doktori Iskola Halász.
Heterogén anyagok károsodása és törése
CSAPADÉKKÉPZŐDÉS MELEG FELHŐKBEN
EUTROFIZÁCIÓ MODELLEZÉSE: DINAMIKUS MODELLEK
STACIONÁRIUS RÉSZECSKETRANSZFER SZIMULÁCIÓJA MONTE CARLO ALAPOKON Kristóf Tamás Pannon Egyetem, Kémia Intézet Fizikai Kémia Intézeti Tanszék „Szabadenergia”
Tk.: oldal + Tk.:19. oldal első két bekezdése
Szemelvények törésmechanikai feladatokból Horváthné Dr. Varga Ágnes egyetemi docens Miskolci Egyetem, Mechanikai Tanszék.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306 Integrált mikrorendszerek:
Dinamikus állománymérési módszerek
Megalehetőségek a nanovilágban
MSc kurzus 2012 tavaszi félév
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék 5.3. Predikciós módszerek szenzorjelek alapján BelAmI_H.
Dr Jedlovszky Pál ELTE TTK
Lokális állapotsűrűség és Friedel-oszcilláció vizsgálata grafénben
Mintaképződés bináris dipoláris vékonyrétegekben Varga Imre és Kun Ferenc Debreceni Egyetem Elméleti Fizikai Tanszék.
Új technológiák elterjedésének modellezése
Fázisátalakulás kevert szálak kötegeiben Kovács Kornél és Kun Ferenc Debreceni Egyetem Elméleti Fizikai Tanszék.
Fázisátalakulás kevert szálak kötegeiben Kovács Kornél és Kun Ferenc Debreceni Egyetem Elméleti Fizikai Tanszék.
Spindinamika felületi klaszterekben Balogh L., Udvardi L., Szunyogh L. BME Elméleti Fizika Tanszék, Budapest Lazarovits B. MTA Szilárdtestfizikai és Optikai.
Anyagvizsgálat optikai és magneto-optikai spektroszkópiával Kézsmárki István, Fizika Tanszék, docens Magneto-optikai csoport.
Lavinák 2. Instabilitások lejtőn való áramlásban; mágneses lavinák Lajkó Miklós negyedéves mérnök-fizikus hallgató.
Torlódás (Jamming) Kritikus pont-e a J pont? Szilva Attila 5. éves mérnök-fizikus hallgató.
Készítette: Tóth Sándor 4. éves Mérnök-fizikus
Klasztereződés Mintázatképződés gerjesztett szemcsés anyagban: Klasztereződés Bordács Sándor.
Szemcsés anyag, ha folyik...
Szemcsés rendszerek statikája Tibély Gergely X. 26.
Térkitöltés Véletlen pakolások
ELTE TTK Környezettudományi Doktori Iskola – Beszámoló napok
A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. TÁMOP-4.2.1/B-09/1/KONV „A felsőoktatás.
Elméleti mechanika alkalmazása a geotechnikában
A Van der Waals-gáz molekuláris dinamikai modellezése Készítette: Kómár Péter Témavezető: Dr. Tichy Géza TDK konferencia
AZ ÍZÜLETI PORCOK BIOMECHANIKÁJA
Hálózatok szerkezete és dinamikája
Atomerőművi anyagvizsgálatok
Szimuláció.
Címlap Betekintés a valószínűségszámításba Keszei Ernő ELTE Fizikai Kémiai Tanszék
Tornádók kísérleti modellezése Halász Gábor ELTE TTK Fizika BSc, 1. évfolyam.
Hága Péter ELTE, Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék Statisztikus Fizikai Nap Budapest.
NMR-en alapuló pórusvizsgálati módszerek
Fázisátalakulás kevert szálak kötegeiben Kovács Kornél és Kun Ferenc Debreceni Egyetem Elméleti Fizikai Tanszék.
Szimuláció. Mi a szimuláció? A szimuláció a legáltalánosabb értelemben a megismerés egyik fajtája A megismerés a tudás megszerzése vagy annak folyamata.
2004 május 27. GÉPÉSZET Komplex rendszerek szimulációja LabVIEW-ban Lipovszki György Budapesti Műszaki Egyetem Mechatronika, Optika és Gépészeti.
GKLB_FKTM001 tantárgyi követelményrendszer
Társított és összetett rendszerek
Rideg anyagok tönkremenetele Ván Péter BME, Kémiai Fizika Tanszék
14. Előadás.
FUDoM`05 Izotróp kontinuumok anyagtulajdonságai Ván Péter Montavid Elméleti és Alkalmazott Termodinamikai Kutatócsoport BME, Energetikai Gépek és.
Hőtan.
Előadás másolata:

Repedések dinamikájától katasztrófák előrejelzéséig Kun Ferenc Debreceni Egyetem Elméleti Fizikai Tanszék 2013. 08. 24 Magyar Fizikus Vándorgyűlés

Anyagi jellemzők: erős heterogenitás Szilárdtest mechanikai terhelés alatt Szub-kritikus Kvázistatikus Dinamikus Fragmentáció Kúszó törés Fáradás Lassan változó Gyors, impulzusszerű Robbanás Ütközés Szerkezeti elemek Vasúti sín Bányászat Anyagi jellemzők: erős heterogenitás Beton (0.1 mm – 2cm) Üledékes kőzet (100mm-1 mm) Szálas kompozit (10mm-50 mm) Meghatározza repedések keletkezését és terjedését

Heterogenitás Fokozatos töredezés Kristály Heterogén anyag Károsodás halmozódás Stabil repedezés Katasztrofális törés Teherbíró képesség méreteffektus Statisztikus fizikai leírás

Tartalom Stabil repedezés dinamikája Konstans, szub-kritikus terhelés Lassan növekvő terhelés Fragmentáció

akusztikus emisszióval Mikroszkopikus dinamika - repedési zaj mérése Törési kísérlet akusztikus emisszióval Akusztikus zaj - keletkezése - terjedése Repedések Skálaviselkedés értéke 1 és 2 között Idősor J. Baró, et al, Phys. Rev. Lett. 110, 088702 (2013). G. Michlmayr, et al, Earth-Science Reviews 112, 97 (2012).

Szerkezeti elemek szubkritikus terhelés alatt Akusztikus monitorizálás Műemlékek Dél-Európában Mért jelsorozat Károsodási szint minősítése Katasztrófa megelőzése N. Niccolini, et al., Phys. Rev. Lett. 106, 108503 (2011).

Természeti katasztrófák: szub-kritikus nyírás Kőlavina Földcsuszamlás Földrengés Közelgő katasztrófa előrejelzése?

Elméleti megközelítési lehetőségek

Kúszó törés szálköteg modellje Párhuzamos szálak rácson Szálakkal párhuzamos terhelés F LLS e Rideg viselkedés E Véletlen törési küszöbök Terhelés újraosztódása Két határeset: ELS Lassú károsodás terhelés alatt Korróziós repedés, termikusan aktivált folyamatok, környezeti hatások

Egyetlen repedés növekedése (LLS) Időskálák szeparációja Károsodó szálak Azonnali törések lavinái Zöld: károsodás Egyéb színek: lavinák

Komplex dinamika Repedési lavinák Repedési front Idősor

Gyorsulás a katasztrófa felé Események rátája n(t): előrengések Gyorsulás a katasztrófa felé Inverz Omori törvény Paraméterek Földrengések: relaxáció Kobe, 1995, M=6.9 Zs. Danku and F. Kun, Scientific Reports (2013).

Lavina jellemzők eloszlása Lavinák mérete Várakozási idő Zs. Danku and F. Kun, Phys. Rev. Lett. 111, 084302 (2013).

Egyetlen lavina időfejlődése Indulás egy-két száltöréssel Terhelés újraosztódás allavinák Letapadás erős szálaknál Időtartam: Allavinák száma Profil: Allavinák mérete Mért repedési zaj

a kölcsönhatás hatótávolságát jellemzi Lavinák átlagos profilja: jobboldali aszimmetria Jobboldali aszimmetria: fokozatos gyorsulás, hirtelen megállás Skálaformula ELS: szimmetrikus profil Profil szimmetriája a kölcsönhatás hatótávolságát jellemzi Zs. Danku and F. Kun, Phys. Rev. Lett. 111, 084302 (2013).

Mérés nagysebességű kamerával Összevetés kísérleti eredményekkel Síkbeli repedés növekedés creep terhelés alatt Mérés nagysebességű kamerával Átlagos lavina profil Jó egyezés a szálköteg modellel K. T. Tallakstad, et al., Phys. Rev. Lett. 110, 145501 (2013).

Üledékes kőzet nyomás alatt Porózus struktúra ülepítéssel MD szimulációk 3D-ben. Számítógépes rekonstrukció Lassan növekvő terhelés Diszkrét elem szimuláció Ülepítés Nyomás Földcsuszamlás Mintavétel Laborkísérlet Nyírási lokalizáció

Lavinák statisztikus jellemzői Energia Várakozási idő Eloszlások Lavinaméret Makroszkopikus válasz és akusztikus jelek Reprodukálja az akusztikus lavinák Statisztikus jellemzőit F. Kun, I. Varga, S. Lennartz, I. G. Main, submitted, 2013.

Lavinaméret exponense Előrejelzés lehetősége Lavinaméret exponense fokozatosan csökken Térbeli lokalizáció nyírási sávba F. Kun, I. Varga, S. Lennartz, I. G. Main, submitted, 2013.

Különböző energiabevitel Fragmentációs jelenségek univerzalitása Különböző anyagok Különböző energiabevitel Lövedék hatása üvegre Hatványfüggvény tömegeloszlás anyagtól energia betáplálás módjától Függetlenül az D. L. Turcotte, J. Geophys. Res. 91, 1921 (1986)

Univerzalitási osztályok Releváns mennyiségek Rendezetlen anyagok Hatványfüggvény csak heterogén anyagokra: kőzet, beton, szén, kerámia, üveg, ... Rideg törés Csak rideg anyagokra: Krumpli, paradicsom Dimenzió A tér dimenziója meghatározza az exponenst Üveg rúd Korong 3D tömb Exponensek: Univerzalitási osztályok Mi a helyzet a képlékeny anyagokkal?

Műanyagok fragmentációja: Ütközés kemény fallal Részecske gyorsító Rotor: ütköztetés kemény fallal Polypropylene gömbök 30-180 m/s Méret: Sebesség:

Műanyag fragmensek tömege Fragmensek tömegeloszlása Hatványfüggvény viselkedés Jelentős eltérés a rideg esethez képest G. Timár, F. Kun, H. Carmona, and H. J. Herrmann, Phys. Rev. Lett. (2010).

Számítógépes szimulációk nyírás által dominált törés Rideg anyag Műanyag gömb Tömegeloszlás G. Timár, F. Kun, H. Carmona, and H. J. Herrmann, Phys. Rev. Lett. (2010).

Résztvevők - Együttműködők Danku Zsuzsa, doktorandusz hallgató Kúszó törés szálköteg modellezése Varga Imre, DE Informatikai Kar Üledékes kőzetek szerkezetének előállítása Timár Gábor, posztdoktor Fragmentációs jelenségek Ian G. Main, Department of Geophysics, University of Edinburgh Hans. J. Herrmann, ETH, Zürich Nobuyasu Ito, University of Tokyo

Publikációk - Köszönetnyilvánítás Kapcsolódó publikációk Zs. Danku and F. Kun, Phys. Rev. Lett. 111, 084302 (2013). Zs. Danku and F. Kun, Scientific Reports, accepted (2013). F. Kun, I. Varga, S. Lennartz, I. G. Main, submitted (2013). Z. Halász, Zs. Danku, F. Kun, Phys. Rev. E 85, 016116 (2012). N. Yoshioka, F. Kun, and N. Ito, Europhys. Lett. 97, 26006 (2012). G. Timár, F. Kun, H. Carmona, and H. J. Herrmann, Phys. Rev. Lett. (2010). N. Yoshioka, F. Kun, and N. Ito, Phys. Rev. Lett. 101, 145502 (2008). F. Kun, H. A. Carmona, et al., Phys. Rev. Lett. 100, 094301 (2008). Köszönetnyilvánítás EU FP7 project TAMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0036 OTKA K84157