Promocijas darbā izstrādāta jauna metode mehānisko elementu formas optimizācijai, ievērojot šo elementu mijiedarbību ar daudzfāžu nenoteiktības vidi, kuras aproksimācijas modelis sasniedz ievērojamu brīvības pakāpju (DOF) skaitu. Promocijas darbā analizēts putekļu veidošanās process granulārā materiāla pārkraušanas laikā. Izmantoti dažādi eksperimentu plāni, lai iegūtu metamodeļus un analizētu granulārā materiāla segregāciju bunkura izplūdē atkarībā no svārstību frekvences, amplitūdas un bunkura ģeometriskajiem raksturlielumiem.