| descrizione: | Il corso di dottorato si prefigge l’obiettivo di formare i futuri dottori di ricerca nelle competenze inerenti alla modellistica e lo sviluppo di metodologie sperimentali per l’ingegneria proiettata verso le tematiche caratteristiche della transizione energetica, la sostenibilità e l'Industria 5.0. Quest’ultima è qui intesa non solo nell’accezione di equa ed efficiente gestione delle risorse, ma nel suo significato più ampio, che includa la tutela della qualità della vita e della salute dei cittadini tra gli obiettivi primari di un futuro sostenibile.
L’ottenimento della neutralità climatica entro il 2050, all’interno di un apparato produttivo resiliente, rappresenta ad oggi uno dei principali obiettivi della Commissione Europea nell’ambito del programma Horizon Europe, ed il presente dottorato si incardina profondamente e fattivamente all’interno di questa visione. L’ampio spettro di competenze che caratterizzano i docenti appartenenti al Collegio e la loro consolidata esperienza in progetti nazionali ed internazionali sui temi della sostenibilità ambientale, consentirà di promuovere un ambiente di formazione e di ricerca fortemente multidisciplinare, caratterizzato da una continua e profonda interazione tra i diversi settori. Gli studenti del corso potranno sviluppare progetti di ricerca sulle tematiche proprie degli ambiti disciplinari di scienza e tecnologia dei materiali, fisica della materia, meccanica del volo, fotonica, acustica, la scienza dei sistemi complessi, elettrotecnica, fluidodinamica, conversione statica dell’energia elettrica ed azionamenti elettrici, controlli automatici, bioingegneria, telecomunicazioni, costruzioni e strutture aerospaziali, arricchendo e approfondendo le loro conoscenze anche su argomenti funzionali all’arricchimento delle loro capacità di sviluppo metodologico, quali l’ottimizzazione multidisciplinare robusta in presenza di incertezze, la fisica matematica, le teoria delle reti e dei sistemi complessi, la computational intelligence applicata all'ottimizzazione e all'identificazione di modelli fisici non lineari. Nell’ambito della sostenibilità, di interesse per il dottorato sarà anche il tema della mobilità integrata e delle discipline ad esso collegate, quali, ad esempio, i trasporti e le infrastrutture.
È opportuno sottolineare che il progetto prevede lo svolgimento di attività di ricerca e formazione all’interno delle aree dei laboratori diffusi, recentemente attivati, e partecipando alle iniziative di socializzazione e condivisione dei risultati organizzate periodicamente a livello dipartimentale. È il caso di ricordare la giornata del dottorato, oppure l’iniziativa PhD-Life, recentemente attivata che prevede incontri periodici a carattere seminariale nei quali uno studioso di consolidata esperienza propone un seminario di carattere formativo e assiste alle presentazioni degli studenti, seguite da un dibattito a partecipazione libera.
Il corso di dottorato ricorre inoltre alla valutazione del progetto formativo da parte di esponenti del mondo dell’industria, fra i quali i responsabili delle aziende cofinanziatrici di borse di dottorato e i membri del comitato di indirizzo permanente del Dipartimento.
In particolare, per il 42° ciclo di formazione dottorale, verranno richiesti 2 finanziamenti per il progetto FIS SunRISE (progetto FIS-2023-03472, responsabile scientifico prof. Marco Sebastiani) e per il progetto FISA SHINE (progetto FISA-2024-00074, responsabile scientifico prof. Marco Sebastiani).
In aggiunta, il collegio dei docenti, nel confermare l’eleggibilità di qualsiasi progetto che rientri nelle tematiche generali sopra descritte, ha anche identificato alcuni temi chiave che rivestono particolare interesse nel quadro dei molteplici progetti di ricerca in essere. Oltre ai temi specifici legati alle borse cofinanziate da aziende e/o su progetti (descritti in dettaglio nella sezione specifica del bando) sono stati individuati i seguenti temi:
1. Architetture di elettronica di potenza resilienti per velivoli più elettrici e sistemi energetici aerospaziali ibridi
2. Simulazione DSMC avanzata per il rientro atmosferico in regimi rarefatti
3. Controllo attivo del rumore psicoacustico per la mobilità aerea elettrica
4. Verso materiali strutturali ecocompatibili per l'ambiente terrestre e spaziale
5. Modello non lineare a ordine ridotto per getti risonanti
6. Mobilità aerea urbana e integrazione del trasporto multimodale
7. Laboratorio autonomo per la caratterizzazione ad alta risoluzione di materiali avanzati
8. Strumenti di intelligenza artificiale e reti complesse per la ricostruzione e la previsione di serie temporali e pattern di correlazione da dati climatici e simili
9. Formulazioni Aeroelastiche Avanzate per Configurazioni Aeronautiche Innovative con Propulsione Distribuita
10. Metodo degli Elementi di Contorno per l’Analisi Aerodinamica e Aeroelastica di Velivoli Supersonici
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| title: | Models and Methods for the Sustainable Engineering |
| description: | The doctoral course aims to train future PhDs in skills related to modeling and the development of experimental methodologies for engineering focused on the characteristic themes of energy transition and sustainability. The latter is here understood not only in the sense of fair and efficient management of resources, but in its broader meaning, which includes the protection of the quality of life and health of citizens among the primary objectives of a sustainable future, according to the Industry 5.0 principles.
Achieving climate neutrality by 2050, within a resilient production system, currently represents one of the main objectives of the European Commission within the Horizon Europe program, and this doctorate is deeply and actively rooted within this vision. The broad spectrum of skills that characterize the professors belonging to this doctoral school, and their consolidated experience in national and international projects on the issues of environmental sustainability, will allow us to promote a highly multidisciplinary training and research environment, characterized by continuous and profound interaction between the different sectors. Students of the course will be able to develop research projects on the topics specific to the disciplinary fields of materials science and technology, matter physics, flight mechanics, photonics, acoustics, the science of complex systems, electrical engineering, fluid dynamics, static conversion of electrical energy and electric drives, automatic controls, bioengineering, telecommunications, aerospace constructions and structures, enriching and deepening their knowledge also on topics functional to the enrichment of their methodological development skills, such as robust multidisciplinary optimization in the presence of uncertainties, mathematical physics, the theory of networks and complex systems, computational intelligence applied to the optimization and identification of nonlinear physical models. In the field of sustainability, the topic of integrated mobility and related disciplines, such as, for example, transport and infrastructure, will also be of interest for the doctorate.
It should be noted that the project involves carrying out research and training activities within the areas of the recently activated “diffused laboratories” of the department, and participating in the initiatives for socializing and sharing results periodically organized at the departmental level. It is worth mentioning the doctoral day, or the recently activated PhD-Life initiative that includes periodic seminar-like meetings in which a scholar with consolidated experience proposes a training seminar and attends the students' presentations, followed by a debate with free participation.
The doctoral course also uses the evaluation of the training project by representatives of the industrial world, including the managers of the companies co-financing doctoral scholarships and the members of the permanent steering committee of the Department.
For the 41st doctoral training cycle, the teaching staff, in confirming the eligibility of any project that falls within the general themes described above, has identified some key themes that are of particular interest in the context of the many ongoing research projects.
In particular, for the present cycle, 2 grants will be requested on the FIS SunRISE project (project FIS-2023-03472, principal investigator prof. Marco Sebastiani) and FISA SHINE project (project FISA-2024-00074, principal investigator prof. Marco Sebastiani).
In addition to the specific topics related to the grants co-financed by companies and/or on projects (described in detail in the specific section of the call), the following topics have been identified:
1. Resilient Power Electronics Architectures for More-Electric Aircraft and Hybrid Aerospace Energy Systems
2. Advanced DSMC Simulation for Atmospheric Re-entry in Rarefied Regimes
3. PsychoAcoustic Noise Active Control for Electric Air mobility
4. Towards ecofriendly structural materials for terrestrial and space environment
5. Non-linear reduced-order model for resonating jets
6. Urban Air Mobility and Multimodal Transport Integration
7. Autonomous laboratory for high-resolution characterization of advanced materials
8. AI and complex network tools for reconstruction and prediction of climate and similar time-series and correlation patterns
9. Boundary Element Methods for the Aerodynamic and Aeroelastic Analysis of Supersonic Vehicles
10. Advanced Aeroelastic Formulations for Innovative Aircraft Configurations with Distributed Propulsion |
- Modellazione computazionale del comportamento meccanico dei materiali a diverse scale dimensionali
Posizione di dottorato di ricerca sulla modellazione computazionale del comportamento dei materiali a diverse scale dimensionali, da inserire nel team di ricerca del progetto SunRise FIS 2023 (https://www.sunrise-materials.eu/). La ricerca di dottorato si concentrerà sullo sviluppo e la validazione di modelli numerici per simulare le prestazioni meccaniche, i meccanismi di frattura e propagazione delle cricche e gli effetti delle tensioni residue in materiali e rivestimenti nano- e microstrutturati stampati in 3D. La ricerca affronterà problematiche di meccanica del contatto, meccanica della frattura e distribuzione delle tensioni in materiali eterogenei nano-architettati. Il candidato al dottorato riceverà una formazione in modellazione agli elementi finiti (FEM) e svilupperà progressivamente competenze in tecniche avanzate come la modellazione a zona coesiva e phase-field, lavorando a stretto contatto con le attività sperimentali del progetto, che forniscono dati per la calibrazione e la validazione dei modelli. Sotto la supervisione del team di ricerca, il candidato contribuirà allo sviluppo di strumenti computazionali per prevedere la capacità portante, le modalità di guasto e l'affidabilità dell'interfaccia in strutture stampate in 3D e rivestite, e verrà formato per diventare un ricercatore indipendente in questo campo.
- Computational modeling of material mechanical behavior across length scales
PhD position on computational modeling of material behavior across length scales, to join the research team of the SunRise FIS 2023 Project (https://www.sunrise-materials.eu/). The doctoral research will focus on the development and validation of numerical models to simulate the mechanical performance, failure and crack propagation mechanisms, and residual stress effects in 3D-printed nano- and micro-structured materials and coatings.
The research will address problems in contact mechanics, fracture mechanics, and stress distribution in heterogeneous nano-architected materials. The PhD candidate will be trained in finite element modeling (FEM) and will progressively develop expertise in advanced techniques such as cohesive-zone and phase-field modeling, working in close interaction with the experimental activities of the project, which provide data for model calibration and validation.
Under the supervision of the research team, the candidate will contribute to the development of computational tools to predict load-bearing capacity, failure modes, and interface reliability in coated 3D-printed structures, and will be trained to grow into an independent researcher in this field.
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- CARATTERIZZAZIONE MICRO E NANO-MECCANICA DI MATERIALI AVANZATI
Il progetto di dottorato verte su test nano-/micromeccanici, microfabbricazione 3D ad alta risoluzione, materiali ceramici strutturati e ingegneria di rivestimenti/interfacce. La posizione è finanziata nell'ambito del progetto SHINE FISA 2024 presso il gruppo di Scienza e Tecnologia dei Materiali (STM) dell'Università Roma Tre e studierà come l'architettura, il processo di fabbricazione e l'ingegneria di superfici/interfacce controllano la risposta meccanica di materiali nano- e micro-strutturati.
Reticoli polimerici 3D ad alta risoluzione, prodotti mediante litografia a due fotoni, saranno convertiti in architetture ceramiche tramite pirolisi controllata o processi correlati e utilizzati come piattaforme per rivestimenti a film sottile conformi. Il candidato ottimizzerà i parametri di fabbricazione e conversione selezionati, caratterizzerà difetti e geometria e testerà la risposta meccanica utilizzando metodi di nanoindentazione e micromeccanici. A seconda della maturità dei campioni, il lavoro potrà includere test SEM/FIB in situ, carico su singolo traliccio, suddivisione di pilastri e analisi delle tensioni residue basata su FIB-DIC.
- NANO-/MICRO-MECHANICAL CHARACTERISATION OF ADVANCED MATERIALS
The PhD project is on nano-/micro-mechanical testing, high-resolution 3D microfabrication, ceramic architected materials, coating/interface engineering. The position is funded within the SHINE FISA 2024 Project at the Materials Science and Technology (STM) group, Roma Tre University, and will investigate how architecture, processing route and surface/interface engineering control the mechanical response of nano- and micro-architected materials.
High-resolution 3D polymeric lattices produced by two-photon lithography will be converted into ceramic architectures through controlled pyrolysis or related routes and used as platforms for conformal thin-film coatings. The candidate will optimise selected fabrication and conversion parameters, characterise defects and geometry, and test the mechanical response using nanoindentation and micro-mechanical methods. Depending on the maturity of the samples, the work may include in-situ SEM/FIB testing, single-truss loading, pillar splitting and FIB-DIC-based residual stress analysis.
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- Tematica generica del dottorato-1
Il dottorato accetta progetti che siano in accordo con gli aspetti tipici del corso (ingegneria applicata transizione energetica e sostenibilita). Per il ciclo n. 42, i membri del collegio hanno identificato le seguenti tematiche di ricerca cui verrà data priorità:1. Architetture di elettronica di potenza resilienti per velivoli più elettrici e sistemi energetici aerospaziali ibridi
2. Simulazione DSMC avanzata per il rientro atmosferico in regimi rarefatti
3. Controllo attivo del rumore psicoacustico per la mobilità aerea elettrica
4. Verso materiali strutturali ecocompatibili per l'ambiente terrestre e spaziale
5. Modello non lineare a ordine ridotto per getti risonanti
6. Mobilità aerea urbana e integrazione del trasporto multimodale
7. Laboratorio autonomo per la caratterizzazione ad alta risoluzione di materiali avanzati
8. Strumenti di intelligenza artificiale e reti complesse per la ricostruzione e la previsione di serie temporali e pattern di correlazione da dati climatici e simili
9. Formulazioni Aeroelastiche Avanzate per Configurazioni Aeronautiche Innovative con Propulsione Distribuita
10. Metodo degli Elementi di Contorno per l’Analisi Aerodinamica e Aeroelastica di Velivoli Supersonici
- Generic Topic for the PhD course -1
The doctoral program accepts projects consistent with the program's core themes (applied engineering, energy transition, and sustainability). For cycle 42, the faculty members have identified the following research topics that will be prioritized:
1. Resilient Power Electronics Architectures for More-Electric Aircraft and Hybrid Aerospace Energy Systems
2. Advanced DSMC Simulation for Atmospheric Re-entry in Rarefied Regimes
3. PsychoAcoustic Noise Active Control for Electric Air mobility
4. Towards ecofriendly structural materials for terrestrial and space environment
5. Non-linear reduced-order model for resonating jets
6. Urban Air Mobility and Multimodal Transport Integration
7. Autonomous laboratory for high-resolution characterization of advanced materials
8. AI and complex network tools for reconstruction and prediction of climate and similar time-series and correlation patterns
9. Boundary Element Methods for the Aerodynamic and Aeroelastic Analysis of Supersonic Vehicles
10. Advanced Aeroelastic Formulations for Innovative Aircraft Configurations with Distributed Propulsion
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- Tematica generica del dottorato-2
Il dottorato accetta progetti che siano in accordo con gli aspetti tipici del corso (ingegneria applicata transizione energetica e sostenibilita). Per il ciclo n. 42, i membri del collegio hanno identificato le seguenti tematiche di ricerca cui verrà data priorità:1. Architetture di elettronica di potenza resilienti per velivoli più elettrici e sistemi energetici aerospaziali ibridi 2. Simulazione DSMC avanzata per il rientro atmosferico in regimi rarefatti 3. Controllo attivo del rumore psicoacustico per la mobilità aerea elettrica 4. Verso materiali strutturali ecocompatibili per l'ambiente terrestre e spaziale 5. Modello non lineare a ordine ridotto per getti risonanti 6. Mobilità aerea urbana e integrazione del trasporto multimodale 7. Laboratorio autonomo per la caratterizzazione ad alta risoluzione di materiali avanzati.
8. Strumenti di intelligenza artificiale e reti complesse per la ricostruzione e la previsione di serie temporali e pattern di correlazione da dati climatici e simili
9. Formulazioni Aeroelastiche Avanzate per Configurazioni Aeronautiche Innovative con Propulsione Distribuita
10. Metodo degli Elementi di Contorno per l’Analisi Aerodinamica e Aeroelastica di Velivoli Supersonici
- Generic Topic for the PhD course -2
The doctoral program accepts projects consistent with the program's core themes (applied engineering, energy transition, and sustainability). For cycle 42, the faculty members have identified the following research topics that will be prioritized:
1. Resilient Power Electronics Architectures for More-Electric Aircraft and Hybrid Aerospace Energy Systems
2. Advanced DSMC Simulation for Atmospheric Re-entry in Rarefied Regimes
3. PsychoAcoustic Noise Active Control for Electric Air mobility
4. Towards ecofriendly structural materials for terrestrial and space environment
5. Non-linear reduced-order model for resonating jets
6. Urban Air Mobility and Multimodal Transport Integration
7. Autonomous laboratory for high-resolution characterization of advanced materials
8. AI and complex network tools for reconstruction and prediction of climate and similar time-series and correlation patterns
9. Boundary Element Methods for the Aerodynamic and Aeroelastic Analysis of Supersonic Vehicles
10. Advanced Aeroelastic Formulations for Innovative Aircraft Configurations with Distributed Propulsion
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Il candidato sceglierà una tematica in fase di presentazione della candidatura on line
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| Valutazione titoli |
Sarà valutato il curriculum studiorum del candidato, le precedenti esperienze di ricerca e gli
eventuali prodotti (e.g. pubblicazioni), il progetto di ricerca proposto dal candidato e l'attinenza
dello stesso con le tematiche di ricerca attive in dipartimento e pertinenti al corso di dottorato. |
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The candidate's academic record, previous research experience and any
products (e.g., publications), the research project proposed by the candidate, and its relevance
to the department's active research topics and those relevant to the doctoral program will be evaluated. |
| Prova orale |
Il colloquio sarà finalizzato alla verifica delle competenze di base, dell'attitudine alla ricerca
scientifica, della disponibilità a svolgere esperienze all'estero e/o in aziende, degli interessi
scientifici del candidato. Sarà richiesto al candidato di illustrare la proposta di ricerca
presentata unitamente alla domanda di partecipazione, in relazione alla tematica scelta per il
dottorato di ricerca. Verrà infine valutata l'adeguatezza della conoscenza della lingua inglese.
La prova orale verrà svolta in presenza o in modalità telematica mediante la piattaforma
Microsoft Teams. |
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The interview will assess the candidate's basic skills, aptitude for scientific
research, willingness to undertake internships abroad and/or in companies, and scientific
interests. The candidate will be asked to outline the research proposal
submitted with the application, in relation to the chosen topic for the
PhD program. Adequate English language skills will also be assessed.
The oral exam will be conducted in person or online using the
Microsoft Teams platform. |