Projekti / Programi
01. januar 1999
- 31. december 2003
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.13.00 |
Tehnika |
Procesno strojništvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T200 |
Tehnološke vede |
Termično inženirstvo, uporabna termodinamika |
| T210 |
Tehnološke vede |
Strojništvo, hidravlika, vakuumska tehnologija, vibracije in akustično inženirstvo |
| T160 |
Tehnološke vede |
Jedrsko inženirstvo in tehnologija |
| T130 |
Tehnološke vede |
Produkcijska tehnologija |
| T121 |
Tehnološke vede |
Obdelava signalov |
veefazni sistemi, medfazne strukture in prehodi, mehureasti tok, strjevanje-ulivanje, numeriena simulacija, Stefanov problem, eksperimentalne metode, industrijske aplikacije
Raziskovalci (12)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
03923 |
dr. Anton Bergant |
Procesno strojništvo |
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
392 |
| 2. |
05912 |
dr. Andrej Bombač |
Procesno strojništvo |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
222 |
| 3. |
15259 |
dr. Jure Mencinger |
Računalniško intenzivne metode in aplikacije |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
43 |
| 4. |
16218 |
Marko Pečar |
Procesno strojništvo |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
7 |
| 5. |
20174 |
Janez Perko |
Procesno strojništvo |
Raziskovalec |
2001 - 2002 |
54 |
| 6. |
04471 |
dr. Matjaž Perpar |
Procesno strojništvo |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
128 |
| 7. |
16219 |
mag. Erazem Polutnik |
Procesno strojništvo |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
19 |
| 8. |
01371 |
dr. Zlatko Rek |
Procesno strojništvo |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
218 |
| 9. |
20661 |
Borut Stražišar |
Proizvodne tehnologije in sistemi |
Raziskovalec |
2001 - 2003 |
24 |
| 10. |
04101 |
dr. Božidar Šarler |
Procesno strojništvo |
Raziskovalec |
2001 - 2002 |
1.104 |
| 11. |
11972 |
dr. Drago Torkar |
Računalništvo in informatika |
Raziskovalec |
2002 - 2003 |
91 |
| 12. |
03544 |
dr. Iztok Žun |
Procesno strojništvo |
Vodja |
2001 - 2003 |
540 |
Organizacije (1)
Povzetek
Večfazni sistemi prevladujejo v širokem spektru problemov v energetiki, procesnem in ekološkem inženirstvu. Konstruiranje komponent sistema v tem ambientu je v preveliki meri osnovano na empiričnih korelacijah. Pojavi so izbrani na osnovi programa razvoja prednostnih tehnologij v Sloveniji in zmožnosti predlagane projektne skupine. Ena glavnih ovir pri razumevanju termo- in hidro-dinamskih pogojev v večfaznih sistemih je pomanjkanje znanja in informacij o fizikalnih povezavah na medfaznem stiku. Namen predlaganega programa je mikroskopsko preiskovanje pojavov na faznem stiku, katerih boljše razumevanje bi izboljšalo preddispozicije makroskopskega modeliranja. Planiramo študije sledečih problemov: (a) strukture faznega stika in evolucijske lastnosti mehurčkastega toka, ki vključuje vpliv brazdenja (termografija in BT ter IT simulacija) (b) kompleksni procesni sistemi (kapalni reaktor, razvoj industrijskih kolon z mehurčki); lokalni nasproti globalnim parametrom, (c) razvoj formulacij in modelov transportnih pojavov trdno-kapljevinskih sistemov; BEM in DNS, dvo-elementno modeliranje. Utemeljitev: -disperzni dvofazni tokovi, kot je mehurčkasti tok, se pojavljajo v številnih industrijskih in ekoloških procesih, kot ena najpomembnejših struktur, ki omogoča visoke koncentracije stične površine. Tipični primeri so konstruiranje in pogon kemijskih reaktorjev, hladilni sistemi jedrskih reaktorjev, predelava odpadnih voda itd. Pri natančnejšem modeliranju dvofaznih tokov in prenosa toplote in snovi potrebujemo poznavanje notranje strukture toka. Da bi dobili ustrezne konstitucijske relacije za člene, ki popisujejo snov, gibalno količino in energijo, izmenjano na stiku med fazama, potrebujemo informacijo o lokalni porazdelitvi koncentracije stične površine. Od tod izvirajo zahteve po njenem merjenju ali direkni numerični simulaciji (Tomiyama in Žun 1997). -Posebno zvrst večfaznih sistemov predstavlja kontinuum kapljevite faze z ozirom na disperzne enakoosne in stebričaste kristale trdnine. Takšni sistemi so relevantni v širokem spektru procesov v naravi in tehnologijah (n.pr. ulivanje, zamrzovanje). Novejše raziskave, vezane na takšne sisteme, vse bolj poudarjajo interakcije med procesi na mikroskopskih in makroskopskih skalah (Wrobel et al. 1995). V teh študijah so obravnavane povezane relacije med tokom tekočine in prenosom toplote in snovi na skali sistema in mikroskopskih pojavih, kot so homogena in heterogena nukleacija, rast zrn, mikro segregacija in podhlajenje. Raziskave so osredotočene na modeliranje temperaturnega, hitrostnega in koncentracijskega polja ulitkov (Šarler 1998). Pričakovane so izboljšave trdno-kapljevinskih tehnologij na podlagi izboljšanja možnosti modeliranja.
Pomen za razvoj znanosti
Prieakovana je nadaljnja razjasnitev vlog sil, ki delujejo na deformirane mehureke v turbulentnem toku. To je pomembno pri kaskadnem dvo-tekoeinskem modeliranju, ki ga je v svetu uvedel nosilec skupine v sodelovanju s prof. Tomiyamo (Kobe University, Japonska). Trenutno kaže, da je to eden najperspektivnejših razvojev v tovrstnem numerienem modeliranju. Reference je najti v številnih publikacijah, v oceni "state-of-the-art assessment of current understanding of important areas of two-phase flow diagnostics, analysis and modeling", sponsorirani od EPRI in U.S. Department of Energy: glej Multiphase Science and Technology, eds. G.F.Hewitt et al., Vol. 8, Begell House 1994 in v zadnjih IMuST aktivnostih v ZDA.Nadaljnja izgradnja numerike v simuliranju premienih meja (fazni stik) je izjemnega pomena v procesu razvoja direktne numeriene simulacije prenosa toplote in snovi trdno-kapljevinskih sistemov. Delo na metodi robnih elementov z dvojno reciproenostjo je/bo prispevalo k izboljšanemu diskretnemu aproksimativnemu reševanju nastopajoeega povezanega sklopa nelinearnih enaeb. Razvoj inteligentne instrumentacije odpira novo poglavje v eksperimentiranju z dvofaznimi tokovi, kar je posebej pomembno v kompleksnih sistemih s težko loeljivimi/razpoznavnimi skalami.
Pomen za razvoj Slovenije
V preteklih letih se je skupina v doloeenih segmentih uvrstila v sam vrh raziskav v svetu. Prišlo je do realizacije projektov COST, Copernicus, bilateralnih pogodb med Slovenijo in Francijo, Slovenijo in Nemeijo, 1st European-Japanese Two-Phase Flow Group Meeting je potekal v Sloveniji in bil sofinanciran tudi s strani JSPS kot pilotni primer sodelovanja Japonske s Slovenijo, itd. Aplikacije LFDT so v prejšnjih letih dokazano racionalizirale proizvodne procese, izboljšale varnost in zmanjšale onesnaženost okolja. Potencialne koristi rezultatov predlaganih raziskav bodo predvidoma imela vsa slovenska podjetja, ki pri svojem proizvodnem procesu obvladujejo kritiene tehnologije, povezane s faznimi prehodi. Kljue uspeha industrijskih implementacij je strateška povezanost in delitev dela z raziskovalci in razvojnimi inženirji v industriji ter negovanje tradicije, da rezultati temeljnih raziskav preko predkonkurenenih projektov najdejo mesto v konkretnih posodobitvah proizvodnje. Na ta naein smo v slovenskem prostoru nekatere predlaganih raziskav implementirali v tehnologijo ulivanja aluminija in aluminijevih zlitin v IMPOL Slovenska Bistrica in jekel v ACRONI Jesenice. V delu je tudi posodobitev livarne Jeklo Štore. Tudi iz vidika kulturne in znanstvene dediscine je ta raziskovalni program pomemben za Slovence saj v segmentu modeliranja premienih mej nadaljuje in v slovenskem prostoru utrjuje raziskave, ki nosijo ime po Jožefu Stefanu.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo
