PROGRAMUL CERCETARE DE EXCELENŢĂ Aprobat de:

AMCSIT - POLITEHNICA

Director modul: prof.dr.ing. Cristian PREDESCU

Semnătura: ____________ Data: ________

Director Ştiinţific

Prof. dr. ing. Claudia POPESCU

Semnătura: ____________ Data:________

RAPORT DE ACTIVITATE-2006

Data prezentării: 29/ 01/ 2007

Coordonator proiect:UPB CCSAE

Reprezentantul legal:

Numele şi prenumele: Prof.dr.ing. Dan PAVELESCU

Semnătura : ______________________

Data: __________

Director de proiect:

Numele şi prenumele: Prof.dr.ing. Ioan Florea HANTILA

Semnătura:_______________________

Data: __________

Aria tematică	Cod: 4.4						Denumire : Tehnologii integrate pentru aplicaţii industriale urmărind integrarea cunoştinţelor şi tehnologiilor noi, nanomaterialelor şi proceselor de producţie în aplicaţii sectoriale şi intersectoriale
Nr.contract			7		9			din		0		3			1				0				2			0			0				5
Denumirea proiectului	Reconstructia formei defectelor prin metode electromagnetice (MAGNED)
Contractor	UPB-CCSAE
Telefon, fax, e-mail	Tel: 402.91.29,e-mail pom.poc@apel.apar.pub.ro
Nr. cont trezorerie	IBAN RO33TREZ706502509X005107																				Cod fiscal 4183199152
Trezoreria	Trezorerie sector 6
Durata proiectului	3	4		luni		Data începerii							0			3		1				0			2		0			0		5
						Data finalizării							1			5		0				7			2		0			0		8
Bugetul proiectului	Total								1		3			9			5			0				0				0			lei
	Finanţare bugetară								1		3			0			0			0				0				0			lei
	Cofinanţare													9			5			0				0				0			lei
Obiectiv specific al proiectului	Reconstructia formei defectelor prin metode electromagnetice

BUGETUL PROIECTULUI PE ANUL 2006

PARTICIPANŢI	DENUMIREA ORGANIZAŢIEI	VALOARE (lei)			OBSERVAŢII*
		Buget	Cofinanţare	Total
Contractorul principal - CO	UPB-CCSAE	250000	0	250000
Partener P1	SC ICPE SA Bucuresti	210000	0	210000
Partener P2	Universitatea Valahia din Targoviste	10000	0	10000
Partener P3	Universitatea Tehnica „Gh.Asachi” Iasi-CCTTP	10000	0	10000
TOTAL		500000	0	500000

* Abateri faţă de valorile planificate

Etape realizate in 2006	Activităţi realizate	Rezultate obţinute	Termen		Valoare [lei]
			Planif.	Realizat	Buget		Cofinanţare		Total
					Planif.	Utiliz.	Planif.	Utiliz.	Utiliz.
2. Cercetari privind determinarea campului electromagnetic diferenta prin metode integrale	Analiza critica a unor procedee de solutionare rapida a unei probleme de camp magnetic in medii liniare, elaborare algoritm de determinare a campului electromagnetic diferenta prin ecuatia integrala a curentilor turbionari, programe de calcul pentru metoda ecuatiei integrale a curentilor turbionari (CR).	Determinarea campului electro-magnetic prin metoda ecuatiei integrale a densitatii de curent,utilizarea elementelor de muchie la rezolvarea numerica,modelarea defectelor prin valorile elementelor de muchie,algoritmi de partitionare a matricei sistemului	30.06.06	30.06.06	205000	205000			205000
	Diseminarea rezultatelor fazei prin publicarea unor comunicari stiintifice. Identificarea si contactarea, pentru schimb de experienta si colaborare in dezvoltarea programului de calcul a unor institute cu preocupari in domeniu	Publicare comunicari stiintifice in reviste de specialitate.	30.06.06	30.06.06	45000	45000			45000
	TOTAL ETAPĂ				250000	250000			250000
3. Cercetari privind determinarea campului electromagnetic diferenta prin metode hibride FEM-BEM	Constructia matricelor de rigiditate pentru conditiile de frontiera (BEM), solutionarea FEM a problemei din domeniul conductor, cuplarea FEM-BEM, algoritm de determinare a campului electromagnetic diferenta, prin metode hibride FEM-BEM.	Determinarea campului electro-magnetic prin metoda hibride FEM-BEM,utilizarea elementelor de muchie si nodale la rezolvarea numerica,algoritmi de partitionare a matricei sistemului	30.11.06	30.11.06	205000	205000			205000
	Diseminarea rezultatelor fazei prin publicarea unor comunicari stiintifice Identificarea si contactarea, pentru schimb de experienta si colaborare in dezvoltarea programului de calcul a unor institute cu preocupari in domeniu	Publicare comunicari stiintifice in reviste de specialitate .Au fostidentificate si contactate, pentru schimb de experienta si colaborare in dezvoltarea programului de calcul institute cu preocupari in domeniu	30.11.06	30.11.06	45000	45000			45000
	TOTAL ETAPĂ				250000	250000			250000
			TOTAL ALOCAT		600000	600000	0	0	600000

REZUMAT

1. Descrierea sintetica a rezultatelor obtinute in perioada raportata si incadrarea activitatilor in obiectivul specific al proiectului

1.1.Participarea si contributia partenerilor

Contributiile partenerilor la realizarea activitatilor etapelor din anul 2006 a fost in concordanta cu cele prevazute in Planul de realizare al proiectului

Anexam si lucrarile elaborate, de unde, de asemenea, rezulta parteneriatul din cadrul contractului.

* -F. Hantila, C.Mihai, C.Ifrim, and T.Leuca, “A New Procedure for Reconstruct the Aged Regions of the Ferromagnetic Bodies”, COMPEL (ISI), vol.24, no.2, 2005, p.620-627.

* - F.Hantila, M.Maricaru, Cl.Popescu, C.Ifrim, St.Ganatsios ¹⁾, “Performances of a Waste Recycling Separator with Permanent Magnets”, Journal of Materials Processing Technology Volume 181, Issues 1-3 , 1 January 2007, Pages 246-248, ISSN : 0924-0136 (ISI).

* -I.R. Ciric, F. Hantila, M. Maricaru, and C. Ifrim, „Reconstruction of flaws in ferromagnetic materials by an efficient zooming method”, Proc. ISEM ’05, ISBN 3-902105-00-1, sept.2005, AUSTRIA.

- M.Vasiliu, F.Hantila, “Electromagnetics”, Ed. Electra, 2006, ISBN 10 973 – 7728 – 71 – 8, ISBN 13 978 – 973 – 7728 – 71 – 5.

* -I.R.Ciric, F.Hantila, M.Maricaru, and S.Marinescu, “Behaviour of Synchronous Generators with Rotor Eccentricity Evaluated by the Polarization Fixed Point Method”, XVII International Conference on Electrical Machines (ICEM’06), Chania, Greece, Sept. 2-5, 2006, Book of Abstracts, p.51.

*- F. Hantila, M. Vasiliu, M. Maricaru, A. Della Giacomo, „Boundary Element Method for Multiply Connected Domains” , Journal of Materials Processing Technology (cotat ISI) , ISSN : 0924-0136, Volume 161, Issues 1-2, 10 April 2005, Pages 315-319.

* -Ioan R. Ciric²⁾, Florea I. Hantila, Mihai Maricaru, and Stelian Marinescu³⁾ , “Usage of Permanent Magnets in Reconstructing of Flaws in Ferromagnetic Materials”, The 9th Workshop on Optimization and Inverse Problems in Electromagnetism (OIPE 2006), Sorrento, Italy, Sept. 13-15, 2006, Conference Proceedings, , ISBN 88 7146 733-7, pp. 249-250.

*- I.Ciric, F.Hantila, M.Maricaru, Cl.Mihai, M.Vasiliu, L.Ocheana, and St.Marinescu, ”Utilizarea fluxului de dispersii la reconstructia defectelor in piesele feromagnetice ”, Volum Conferinţa: Cercetare de excelenţă – premiză favorabilă pentru dezvoltarea spaţiului românesc de cercetare - AMCSIT, ISBN 978-973-718-552-5, 22-24 oct. 2006, Braşov, pp. L3-9:1-4.

* -Mihai Maricaru, Florea I. Hantila, Mihai Vasiliu , Stelian Marinescu³⁾, Fanica Spinei, ” Determinarea campului magnetic prin metode hibride”, ATEE’06 (Advanced Topics in Electrical Engeneering, Electrical Engeneering and Mathematics) Proceedings, November 24, 2006, Bucharest, ISBN 978-973-8987-12-8.

* -Florea I. Hantila, Ioan R. Ciric²⁾, Stelian Marinescu³⁾, Mihai Maricaru, “Synchronous Generators Voltage Dependence with Rotor Eccentricity”, ATEE’06 (Advanced Topics in Electrical Engeneering, Electrical Engeneering and Mathematics) Proceedings, November 24, 2006, Bucharest, ISBN 978-973-8987-12-8.

¹⁾ TEI of West Macedonia,Greece,

²⁾ Electrical and Computer Engineering Department, The University of Manitoba, Winnipeg MB R3T 5V6, Canada,

³⁾ Institutul de Cercetari pentru Industria Electrotehnica – ICPE-SA, Romania.

Au fost stabilite colaborari stiintifice cu:

1) Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Manitoba, Winnipeg, Canada. Prof. F.Hantila a fost invitat la aceasta universitate, in perioada 28 Aprilie - 28 Iunie pentru colaborare stiintifica in domeniul me5todelor numerice de calcul al campului electromagnetic si al reconstructiei defectelor prin proceduri electromagnetice. Urmare a colaborarii, au fost elaborate lucrarile [3], [4], [5].

2) ECOAIR Corp. SUA. Urmare a colaborarii au fost elaborate lucrarile [1], [2].

1.2. Nivelul stiintific, tehnic si calitativ atins in stadiul respectiv

In cadrul etapei aII-a au fost prezentate procedee de solutionare a campului electromagnetic, programe de calcul al campului electromagnetic cuasistationar prin metoa ecuatiei integrale a curentilor turbionari, reconstructia defectelor in piesele feromagnetice in flux de dispersii. Au fost obtinute rezultate deosebit de valoroase, in comparatie cu cele existente in literatura de specialitate.

Principalul obiectiv al cercetarilor din carul etapei a III-a constat in elaborarea unor proceduri hibride FEM-BEM de solutionare a problemelor de camp electromagnetic in regimurile stationar si cuasistationar.

Metoda elementelor finite (FEM) este cea mai cunoscuta metoda de solutionare a problemelor de camp electromagnetic. Ea sta la baza majoritatii programelor de firma, remarcandu-se prin flexibilitate si prin eficienta obtinerii solutiei. Matricea sistemului este rara si permite utilizarea algoritmilor de tip gradient conjugat si deci, posibilitatea alegerii unei retele de discretizare de mari dimensiuni. Din pacate, FEM are cateva dezavantaje imortante din punctul de vedere al pocedurilor de reconstructie al defectelor. Primul dezavantaj consta in faptul ca reteaua de discretizare se aplica in intreg domeniul de calcul, inclusiv in zonele cu aer, unde se pun traductoarele de camp. In zona de separatie a subdomeniilor, valorile campului au salturi comparabile, ca ordin de marime, cu campul diferenta intre piesa cu defect si cea fara defect. Alt dezavantaj consta in faptul ca aplicarea FEM necesita introducerea unei frontiere artificiale, care de multe ori introduce erori, de asemenea comparabile cu campul diferenta. Dorinta de a micsora acest efect se face prin departarea frontierei artificiale, deci prin marirea numarului de necunoscute.

Pe de alta parte, rezolvarea problemelor de camp in zonele cu aer, cu ajutorul ecuatiilor integrale este de asemenea o procedura bine cunoscuta si poate intra in categoria metodelor clasice. Metodele numerice de solutionare a ecuatiilor integrale, cunoscute cu numele de Metode ale elementelor de forntiera (BEM), pastreaza proprietatea ca solutia sa verifice ecuatiile campului. Ea este inefinit derivabila si, ca urmare pot fi calculate derivate ale solutiei. In plus, nu este necesara introducerea unei frontiere artificiale. Alt avantaj al BEM este faptul ca reduce cu o unitate dimensiunea varietatii pe care sunt defnite necunoscutele. Din paate, BEM are cateva importante dezavantaje, in comparatie cu FEM: poate fi utilizata doa pentru domenii omogene sau omogene pe portiuni, nucleul ecuatiei integrale (functia Green) poate fi obtinut cu usurinta doar in cazul domeniilor nemarginite cu medii liniare si omogene, iar matricea sistemului este plina.

Dorinta specialistilor de a cumula avantajele procedeelor diferentiale si integrale a condus, recent, la aparitia metodelor hibride FEM-BEM: subdomeniile ocupate cu medii neliniare sau avand curenti turbionari sunt tratate prin metode diferentiale, iar influenta exteriorului apare sub forma unei relatii integrale pe frontiera. Este motivul pentru care obiectivul de cercetare al acestei faze este dediacat procedurilor hibride.

Prima idee originala ce a fost dezvoltata in cadrul proiectului este de a folosi potentialul magnetic vector pentru cuplajul FEM-BEM.

Cel mai important rezultat al cercetaii consta in faptul au fost dezvoltate programe hibride, care au permis rezolvarea problemelor de camp magnetic stationar si de curenti turbionari. Sunt prezentate exemple de calcul si sunt calculate campurile magnetice diferenta pentru cazul aparitiei defectului.

Nivelul stintific al cercetarii este la nivelul cercetarilor efectuate, in lume, de mari specialisti in omeniul NDT

1.3. Caracteristici tehnice (performante) obtinute, comparativ cu cele mentionate in documentatia de contractare

Programele hibride FEM-BEM elaborate in cadrul cercetarii permit obtinerea unei solutii care verifica ecuatiile campului in domeniile cu aer, deci si in zona in care sunt plasate traductoarele de camp si nu solicita efinirea unor frontiere artificiale. Programele permit determinarea, cu suficienta precizie, a campului magnetic diferenta in punctele de masurare.

1.4. Compararea indicatorilor realizati cu indicatorii propusi

Indicatorii realizati sunt in concordqnta cu cei popusi. Putem sa apreciem ca in urma rezultatelor etapelor 2 si 3, dispunem de doua pachete de programe care permit determinarea rapida si cu mare precizie a campului magnetic in punctele de masurare din vecinatatea zonei defectului: metode integrale de volum si metode hibride FEM-BEM. Mentionam ca in fazele anterioare a fost propusa o procedura semideterminista de reconstructie a formei defectelor. Metoda directa de solutionare a campului electromagnetic este esentiala pentru problema inversa prin care se obtine forma defectului.

1.5. Modul de valorificare al etapelor

a) Produsul cel mai important al cercetarilor din cadrul etapelor este pachetul de programe hibride FEM-BEM, care permit solutionarea problemelor de camp magnetic stationar si de curenti turbionari.

b) O parte din rezultatele cercetarii au fost comunicate la importante conferinte internationale sau nationale

c) Au fost stabilite colaborari internationale in domeniul subiectului contractului de cercetare.

1.6. Efectele economice, in raport cu activitatile realizate si obiectivul contractului

Sintagma inspecţia calităţii este definită în standardul SR EN ISO 9000 - 2001 ca "evaluare a conformităţii prin observare şi judecare însoţite după caz, de măsurare, încercare sau comparare cu un calibru". Încercările nedistructive (Non-Destructive Testing - NDT) sunt cel mai important instrument în inspecţia calităţii. În ultimele decenii, două elemente au condus la schimbarea opticii specialiştilor privind inspecţia calităţii prin metode nedistructive. In primul rând, dezvoltarea tehnicilor de detectare a permis semnalarea defectelor din ce în ce mai mici, ceea ce însemna respingerea unui număr tot mai mare de produse în controlul automat. In al doilea rând, a apărut şi s-a extins rapid disciplina intitulată mecanica ruperii care permitea predicţia comportării produselor cu defecte în exploatare.

Piesele care au defecte pot fi utilizate atât timp cât se poate stabili că defectele respective nu se vor dezvolta în timpul utilizării până la o dimensiune critică care să conducă la o rupere sau distrugere. Pentru comunitatea specialiştilor în încercările nedistructive s-a deschis o nouă perspectivă. Simpla detectare - calitativă - a defectelor nu mai era suficientă. A devenit necesară analiza cantitativă a defectelor, obţinerea de informaţii referitoare la mărimea şi forma defectelor, informaţii care să constituie date de intrare în calculele de mecanica ruperii. Analiza cantitativă a fost strict impusă în domenii de vârf cum ar fi cel militar şi nuclear.

Reconstructia formei defectului este echivalenta cu rezolvarea unei probleme inverse, prost conditionate. Simpla testare a formei defectului implica rezolvarea unui numar foarte mare de probleme directe si a decide cazul pentru care valorile de camp, calculate in punctele de masura, sunt cele mai apropiate de cele masurate necesita un efort de calcul urias, facand ca testarea directa sa fie inaplicabila.

Pentru reconstructia formei defectelor unul din principalele obiective umarite in proiect este:

Proceduri de determinare rapida si precisa a campului electromagnetic. Proasta conditionare a problemei inverse necesita determinarea cu mare acuratete a campului magnetic in punctele de masurare. Avem in vedere 2 principale directii, cu avantajele de a discretiza doar subdomeniile conductoare si de a putea fi aplicate la domenii nemarginite: ecuatia integrala a curentilor turbionari (CT), proceduri hibride element finit-element de frontiera (FEM-BEM).

Pachetele de programe dezvoltate in lucrari pot servi si in alte domenii unde este necesara solutionarea rapida si eficienta a problemelor de camp electromagnetic.

2. Aspecte relevante privind respectarea documentelor de planificare

Au fost respectatea documentele de planificare

3. Modificări semnificative ce se impun în concepţia proiectului pentru realizarea obiectivelor

Nu sunt necesare modificări în concepţia proiectului pentru realizarea obiectivelor

4. Semnalarea unor (eventuale) probleme ce conduc la întocmirea de acte adiţionale

Nu sunt evenimente care sa conduca la întocmirea de acte adiţionale