Plateforme intégrée de caractérisation expérimentale/numérique pour la conception de matériaux poreux innovants

材料创新概念综合实验/数值平台

• 批准号: RTI-2021-00752
• 负责人: Ross, Annie
• 金额: $ 10.89万
• 依托单位: École Polytechnique de Montréal
• 依托单位国家: 加拿大
• 项目类别: Research Tools and Instruments
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 加拿大
• 起止时间: 2020-01-01 至 2021-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://www.nserc-crsng.gc.ca/ase-oro/Details-Detailles_eng.asp?id=718878
• 关键词: Plateforme; int; gr; de; caract

Les matériaux poreux tels que les mousses polymériques ou les fibreux sont couramment utilisés dans l'industrie des transports (particulièrement en aéronautique), de la construction civile et des emballages pour leurs très bonnes propriétés mécaniques en rapport à leur faible poids et leur capacité isolante (acoustique, thermique, perméabilité aux gaz/liquides). La fonctionnalisation de ces matériaux (c.-à-d. leur capacité à assurer plusieurs fonctions, p.ex. structure mécanique et isolateur acoustique) est un objectif auquel sont confrontés plusieurs secteurs industriels canadiens. Dans le domaine des transports et des emballages, l'utilisation de matériaux performants avancés plus légers apporterait une réduction de la consommation en carburant et des émissions de gaz à effet de serre. Dans les moteurs d'avion en particulier, elle permettrait aussi de réduire la pollution sonore au voisinage des aéroports. Le Laboratoire d'analyse vibratoire et acoustique (LAVA) de Polytechnique Montréal s'est spécialisé dans la conception et la fabrication de matériaux micro-structurés fonctionnels. Les principaux défis techniques associés sont : 1) la détermination de la structure poreuse optimale (p.ex. densité, taille et homogénéité des bulles, épaisseur des parois) et 2) la détermination des conditions opératoires du procédé de fabrication pour arriver à produire cette structure optimale de façon contrôlée. Pour relever ces défis et réaliser des matériaux innovants, les chercheurs proposent de mettre en place une plateforme intégrée de caractérisation pour comprendre la dynamique de formation de mousses polymériques, ainsi que les phénomènes physiques complexes de dissipation du son à l'intérieur de matériaux poreux. La plateforme unique au monde intégrera et exploitera un tube d'impédance avec terminaison anéchoque, un tortuosimètre à ultrason et le simulateur GeoDict(TM), afin de fournir les multiples données expérimentales et numériques nécessaires pour alimenter les outils de prédiction numérique développés par les chercheurs. Chacun de ces composants lui-même est rare au Canada. L'obtention de la plateforme proposée est critique pour soutenir les recherches fondamentales en cours, afin de guider efficacement l'optimisation des propriétés des matériaux tout en facilitant l'interprétation des résultats. Les résultats de recherche attendus par les partenaires industriels du LAVA dans les deux prochaines années sont nécessaires à l'essor de la technologie et à l'innovation canadienne. Actuellement, 2 postdocs, 6 doctorants et 1 étudiante à la maitrise dépendent de l'acquisition de cette plateforme afin de compléter leurs travaux. En 2021, 6 PHQ supplémentaires requerront l'utilisation de la plateforme, et des dizaines d'autres s'ajouteront au fil de ans. Dès la première année, au-delà de 400 étudiants de tous les cycles en ingénierie auront accès à la plateforme, et les outils de prédiction numérique résultants seront disponibles en open source.

多孔材料可用于运输工业（尤其是航空工业）、民用建筑和用于具有良好机械性能的设备，并具有良好的等容性（声学、声学、气体/液体渗透性）。La fonctionnalisation de ces matériaux（c.- -d.确保多种功能的能力，例如structures mécanique et isolateur acoustique）est un objectif auquel sont facilités plusieurs secretary industriels canadiens.在运输和运输领域，高性能材料的使用率更高，并且可以减少碳消耗和气体排放。特别是在飞机上，她还可以减少机场周围Au的污染。 蒙特利尔理工学院的振动和声学分析实验室（LAVA）在功能材料微结构的拉康塞普雄和制造方面具有特殊性。相关的防护技术原理包括：1）最佳孔隙结构的确定（p.ex.密度、厚度和均匀性（bulles，épaisseur des parois），以及2）确定制造过程的操作条件，以达到最佳的表面控制结构。为了解决材料创新的缺陷和现实问题，研究者提出了一种新的方法，即建立一个完整的平台，以实现多组分泡沫的形成动力学，以及材料孔隙内部的能量耗散现象。该平台在Au monde intégrera和exploitera un tube d 'impédance avec terminaison anéchoque，un tortuosimmètre à ultrason et le simulateur GeoDict（TM）中是独一无二的，它提供了多种实验数据和数值数据，以帮助分析师预测数值变化的结果。这种混合物在加拿大Au很少见。 提出的平台的获得是对课程基础研究的一种批判，是对材料特性优化的一种有效指导，有助于对结果的解释。LAVA工业合作伙伴在两个项目中的研究成果对加拿大技术和创新的发展是必要的。现有2名博士后、6名博士和1名研究生，负责完成工作后获得这一平台。到2021年，6个PHQ供应商需要利用平台，并将其他供应商的产品调整为Au fil。在今年的第一次会议上，400名图斯的工程学研究人员在平台上进行了研究，并在开放源代码中提供了预测数字结果的方法。