Insinööritieteiden korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös, konetekniikka, DI Mohammad Izadi
Model Ice: Physical mechanisms of formation and mechanical properties. Väitös Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulusta, energia- ja konetekniikan laitokselta.
Milloin
–
²Ñ¾±²õ²õä
Luentosali 216, Otakaari 4, K1 talo, 02150 Espoo
Tapahtuman kieli
englanti
Väitöskirjan nimi: Model Ice: Physical mechanisms of formation and mechanical properties.
³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Mohammad Izadi
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Prof. Rocky Taylor, Memorial University of Newfoundland, Kanada
Kustos: Prof. Jukka Tuhkuri., Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu
Mallijää: muodostuminen ja mekaaniset ominaisuudet
Jään ja laivojen sekä jään ja merirakenteiden vuorovaikutuksen ymmärtäminen on keskeistä arktisen toiminnan lisääntyessä. Väitöskirjassaan Mohammad Izadi tutki, miten voidaan parantaa jäätämurtavien laivojen ja merirakenteiden suunnittelussa käytettävien laboratoriokokeiden tarkkuutta.
Tutkimus keskittyy mallikokeissa käytettävään jäähän, mallijäähän. Mallikokeissa käyteytään laivojen ja rakenteiden pienoismalleja, joten myös jään tulee vastata merijäätä pienoiskoossa, ei vain mitoiltaan, vaan myös ominaisuuksiltaan. Tutkimuksen tavoitteena oli ymmärtää mallijään muodostumisen fysikaaliset mekanismit sekä tähän perustuen kehittää uusi menetelmä, joka jäljittelee entistä paremmin oikean merijään muodonmuutoksia ja lujuutta.
Tutkimus käsittelee alalla pitkään tunnistettua haastetta: nykyiset mallijäät eivät aina pysty toistamaan merijään keskeisiä ominaisuuksia, jäykkyyttä ja murtumista. Tämän seurauksena kokeelliset ennusteet jään ja rakenteen vuorovaikutuksesta voivat olla epätarkkoja.
Väitöskirjan keskeinen havainto on, että yleisestä oletuksesta poiketen perinteisessä ruiskutusmenetelmässä käytetyt vesipisarat eivät jäädy ilmassa ennen kuin ne päätyvät veden tai jään pinnalle. Tämä johtaa kosteaan ja pehmeään jäähän, jonka ominaisuudet eivät vastaa merijään ominaisuuksia. Ongelman ratkaisemiseksi Mohammad Izadi on kehittänyt uuden menetelmän, jossa pisarat ydinnetään paineilmalla. Tällöin ne jäätyvät ilmassa ennen laskeutumista veden tai jään pinnalle.
Uusi menetelmä tuottaa erittäin hienorakeista mallijäätä (VFG), jonka jäykkyys, lujuus ja murtuminen muistuttavat läheisesti merijään ominaisuuksia. Merkittävää on myös se, että menetelmä käyttää vettä ilman kemiallisia lisäaineita, joita kaikki muut mallijäät tarvitsevat. Tutkimus osoittaa, että pisaroiden jäätymisen ja jään mikrorakenteen hallinta on ratkaisevan tärkeää realistisen mallijään saavuttamiseksi.
Esitetty menetelmä edistää arktisen meritekniikan tutkimusta sekä jäätämurtavien laivojen, merituulivoimaloiden ja muiden merirakenteiden tuotekehitystä ja suunnittelua.
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): .
Yhteystiedot: mohammad.izadi@aalto.fi
Insinööritieteiden korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas