ديناميكا الموائع الحسابية والأنظمة الحرارية
حيث تتحول معادلات الفيزياء إلى حلول هندسية. مجالات البحث المتقدمة:- نمذجة الاضطرابات: مناهج RANS، LES، DNS، دوال الجدار، نماذج إغلاق الاضطرابات
- تحسين نقل الحرارة: تصميم التبريد بالحمل الحراري، أنظمة إدارة الحرارة، مواد تغيير الطور
- التدفقات متعددة الأطوار: تفاعلات الغاز والسائل، تتبع الجسيمات، نمذجة الاحتراق
- أنظمة الطاقة المتجددة: ديناميكا الهواء لتوربينات الرياح، تصميم مركزات الطاقة الشمسية، تحسين الطاقة المائية
الهندسة الإنشائية وعلم المواد
حيث تلتقي خصائص المواد بالتصميم الهيكلي. مجالات البحث الأساسية:- تحليل العناصر المحدودة: الميكانيكا غير الخطية، مشاكل التلامس، التحليل الديناميكي، تحسين الشبكة
- نمذجة المواد: ميكانيكا المواد المركبة، تحليل الإجهاد، ميكانيكا الكسر، النمذجة متعددة المقاييس
- التحسين الهيكلي: تحسين الطوبولوجيا، تحسين الشكل، تحسين الحجم مع قيود التصنيع
- المواد الذكية: سبائك ذاكرة الشكل، أنظمة كهروضغطية، مواد ذاتية الإصلاح، هياكل تكيفية
الروبوتات وأنظمة التحكم
حيث يلتقي التصميم الميكانيكي بالتحكم الذكي. تطبيقات حدودية:- ديناميكيات الروبوت: ديناميكيات الأجسام المتعددة، ميكانيكا التلامس، خوارزميات الحركة، تخطيط المناولة
- نظرية التحكم: التحكم التكيفي، التحكم المتين، التحكم الأمثل، التحكم التنبؤي بالنموذج
- تكامل أجهزة الاستشعار: الرؤية الحاسوبية للروبوتات، معالجة الليدار، خوارزميات دمج أجهزة الاستشعار
- التفاعل بين الإنسان والروبوت: الروبوتات التعاونية، التغذية الراجعة اللمسية، أنظمة السلامة، التصميم المريح