Feszített kötél- és ponyvaszerkezetek optimális tervezése

Primary tabs

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
22/25
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
hincz.krisztian@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
Egyre nagyobb az igény a nagy alapterületű, kevés helyen alátámasztott vagy belső alátámasztás nélküli kötél- és ponyvaszerkezetekre. Ezek a szerkezetek és a számításukra kidolgozott eljárások sokat fejlődtek az elmúlt évtizedekben, de még mindig sok a megválaszolatlan kérdés. 
A ponyvaszerkezetek tervezése során az egyik legfontosabb kérdés a szélteher meghatározása. A feszített kötél- és ponyvaszerkezetek hiperbolikus és a légnyomásos szerkezetek elliptikus felületén a szabványok nem adják meg a nyomástényezők eloszlását. A nyomáseloszlás meghatározása történhet költséges és időigényes szélcsatorna kísérletek segítségével vagy a szerkezet körüli levegőáramlás numerikus modellezése, az úgynevezett CFD (Computational Fluid Dynamics) eljárások alapján. Az utóbbi módszer megbízhatósága azonban jelenleg még kérdéses, ezért különösen fontos a CFD modellek mérési eredményekkel történő validálása.
 
A jelölt feladatai:
Irodalomkutatás, a témához kapcsolódó nemzetközi publikációk feldolgozása. A kötél- és ponyvaszerkezetek statikai analízisére kidolgozott különböző eljárások megismerése, különös tekintettel az egyes eljárások előnyeire és hátrányaira a tervezés szempontjából. A jelenleg rendelkezésre álló nemlineáris végeselemes programok megismerése.
 
A feszített kötél- és ponyvaszerkezetek lehetséges megtámasztásainak (különböző szabadságfokú árbocokra különböző módon rögzített peremgyűrűk (i), csigasoros felfüggesztés (ii), hyper-tensegrity, „lebegő” oszlopok (iii)) összehasonlító elemzése, optimalizálása.
Kötélhálók topológiai optimalizálása.
Az elméleti alak és a hozzá tartozó előfeszítés optimalizálása a hasznos terhek figyelembevételével.
A fenti kérdések parametrikus vizsgálatához a jelöltnek numerikus eljárást kell fejlesztenie. 
 
A felületszerkezetek nyomástényezőinek meghatározására szolgáló különböző módszerek (szélcsatorna vizsgálat, numerikus áramlástani szimuláció) megismerése. A jelöltnek parametrikus vizsgálatot kell végeznie feszített szerkezetek nyomástényezőinek meghatározására. A vizsgálat során figyelembe kell venni a szerkezetek jellemzően nagy elmozdulásait. A paraméteres vizsgálat arra is választ kell adjon, hogy milyen feltételek (pl. mekkora előfeszítés) esetén hanyagolható el a szerkezet deformációjának hatása a nyomástényezők eloszlásának meghatározása során.  
 
A téma meghatározó irodalma: 
1. Foster B, Mollaert M
European Design Guide for Tensile Surface Structures, Tensinet, 2004
2. Topping BHV, Iványi P
Computer Aided Design of Cable Membrane Structures, Saxe-Coburg Publications, 2007
3. Seidel M
Tensile Surface Structures, A Practical Guide to Cable and Membrane Construction, Ernst and Sohn, 2009
4. Wood JN, Breuer M, De Nayer G
Experimental Studies on the Instantaneous Fluid-Structure Interaction of an Air-Inflated Flexible Membrane in Turbulent Flow
Journal of Fluids and Structures, 80, 405-440, 2018
5. Yanli He, Mingxing Zhu, Yanguo Zhao, Xiongyan Li
Influence of different cable–membrane connection models on wind-induced
responses of an air supported membrane structure with orthogonal cable net
Thin-Walled Structures 180, 109840, 2022
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
1. COMPUTERS & STRUCTURES
2. JOURNAL OF THE INTERNATIONAL ASSOCIATION FOR SHELL AND SPATIAL STRUCTURES
3. JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING (ASCE)
4. INTERNATIONAL JOURNAL OF SPACE STRUCTURES
5. PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
1. Hincz K, Gamboa-Marrufo M
Deformed Shape Wind Analysis of Tensile Membrane Structures
JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING (ASCE) (0733-9445 1943-541X): 142 3 Paper 04015153. 5 p. (2016)
2. Gáspár Zs, Tarnai T, Hincz K
Partial Covering of a Circle by 6 and 7 Congruent Circles
SYMMETRY (2073-8994): 13 11 Paper 2133. (2021)
3. Gáspár Zs, Tarnai T, Hincz K
Partial covering of a circle by equal circles : Part I: The mechanical models.
JOURNAL OF COMPUTATIONAL GEOMETRY (1920-180X): 5 1 pp 104-125 (2014)
4. Gáspár Zs, Tarnai T, Hincz K 
Partial covering of a circle by equal circles. Part II: The case of 5 circles
JOURNAL OF COMPUTATIONAL GEOMETRY (1920-180X): 5 1 pp 126-149 (2014)
5. Lengyel A, Hincz K
Optimization of Inflated 32-panel Soccer Ball Membrane Models
JOURNAL OF THE INTERNATIONAL ASSOCIATION FOR SHELL AND SPATIAL STRUCTURES (1028-365X 1996-9015): 60 3 pp 201-209 (2019)
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
1. Hegyi D, Sajtos I, Geiszter Gy, Hincz K
Eight-node quadrilateral double-curved surface element for membrane analysis
COMPUTERS & STRUCTURES (0045-7949 1879-2243): 84 31-32 pp 2151-2158 (2006)
2. Lengyel A, Hincz K
Optimization of Inflated 32-panel Soccer Ball Membrane Models
JOURNAL OF THE INTERNATIONAL ASSOCIATION FOR SHELL AND SPATIAL STRUCTURES (1028-365X 1996-9015): 60 3 pp 201-209 (2019)
3. Hincz K, Gamboa-Marrufo M
Deformed Shape Wind Analysis of Tensile Membrane Structures
JOURNAL OF STRUCTURAL ENGINEERING (ASCE) (0733-9445 1943-541X): 142 3 Paper 04015153. 5 p. (2016)
4. Hincz K, 
Nonlinear analysis of cable net structures suspended from arches with block and tackle suspension system, taking into account the friction of the pulleys
INTERNATIONAL JOURNAL OF SPACE STRUCTURES (0956-0599): 24 3 pp 143-152 (2009)
5. Pool Blanco S. J., Hincz K, 
Computational Wind Engineering of a Mast-supported Tensile Structure
PERIODICA POLYTECHNICA-CIVIL ENGINEERING (0553-6626 1587-3773): 66 1 pp 210-219 (2022)
Hallgató: 

A témavezető eddigi doktoranduszai

Státusz: 
elfogadott