Namen članka je prikazati rešitev močno nelinearnega problema dinamike fluidov v režimu z nizkim Prandtlovim številom, tipičnim za kovinam podobne materiale, kot je definiran v razpisu za prispevke k numeričnemu reševanju dvodimenzionalnega stebričastega strjevanja binarnih zlitin. Reševanje tovrstnega numeričnega primera predstavlja prvi korak k razumevanju nestabilnosti v bolj zapletenem primeru makroizcejanja. Nastopajoča temperaturna, hitrostna in tlačna polja so predstavljena na podlagi lokalnih aproksimacijskih funkcij, ki so uporabljene za evaluacijo parcialnih diferencialnih operatorjev. Časovna diskretizacija je narejena na podlagi eksplicitne sheme. Zmožnosti metode so preverjene na primeru naravne konvekcije v zaprti pravokotni kotanji, napoljneni s fluidom z nizkim Prandtlovim številom. Upoštevana sta dva primera; eden z ustaljeno rešitvijo in eden z oscilatorno rešitvijo. Prikažemo, da predlagana metoda, navkljub preprostosti, daje stabilne in konvergetne rezultate z odlično računsko učinkovitostjo. Rezultati kažejo dobro ujemanje z rezultati klasične metode kontrolnih prostornin in s spektralno metodo končnih elementov. Računski postopek je formuliran samo z lokalnimi parcialnimi diferencialnimi operatorji. Poleg lokalne numerične metode je korekcija tlaka narejena prav tako lokalno, pri čemer se ohranja pravilna časovna odvisnost rešitve. Komentar: objavljeno ključno vabljeno predavanje, ki je dobilo EMERALD Best Paper Award - 2014, objavljeno v eni izmed vodilnih reviji s področja: International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow.
E.02 Mednarodne nagrade
COBISS.SI-ID: 2599419V zaključnem delovnem poročilu smo predstavili lastni razvoj numeričnega modeliranja elektromagnetega polkontinuirnega ulivanja za aluminijsko industrijo IMPOL Slovenska Bistrica. V okviru projekta smo razvili večfizikalni in večnivojski numerični model napetostnega, temperaturnega, hitrostnega, koncentracijskega in mikrostrukturnega polja v okroglih aluminijastih drogovih kot funkcijo klasičnih in nizkofrekvenčnih elektromagnetnih procesnih parametrov. Numerični model v celoti temelji na brezmrežni metodologiji, ki jo razvijamo v okviru programske skupine. Nova tehnologija nizkofrekvenčnega polkontnuirnega ulivanja je v poskusnem obratovanju v podjetju IMPOL Slovenska Bistrica.
F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 1066154Organizirali smo elitno mednarodno konferenco o numeričnem reševanju termofluidnih problemov. Zbornik je izšel pri italijanski založbi Gianni Editore. V urejanju sta dve posebni številki revije International Journal of Numerical Methods in Heat & Fluid Flow.
C.01 Uredništvo tujega/mednarodnega zbornika/knjige
COBISS.SI-ID: 13500443V članku predstavimo elemente in uporabo izboljšanega simulacijskega sistema, ki smo ga razvijali v prejšnjega pol desetletja za napravo za kontinuirno ulivanje gredic v podjetju Štore Steel. Simulacijski sistem je uporabljen v kontekstu moderne avtomatizacije in informatizacije petindvajset let stare trožilne naprave za kontinuirno ulivanje Concast za gredice kvadratnih dimenzij 140 in 180 mm s kapaciteto 160 000 ton/leto ter nove dvožilne naprave proizvajalca SMS Demag, ki je bila instalirana leta 2016. Simulacijski sistem je uporabljan v časovno povezani in časovno nepovezani verziji. Časovno nepovezana verzija je uporabljana za nastavitve pravilnih procesnih parametrov in izračun temperaturnega polja, makroizcejanja in zrnatosti gredice. Prav tako je uporabljana za izračun sprememb sekundarnega ulivanja in pozicije izlivka. Časovno povezana verzija je uporabljana za avtomatski nadzor ulivanja. Članek predstavlja posodobitev naše publikacije v BHM iz leta 2005 (Application of Continuous Casting Simulation at Štore Steel, BHM, Vol. 150, No. 9, 300–306). Komentar: Članek demonstrira vodilne rezultate programske skupine in njihov vpliv v metalurški industriji na področju fizikalno utemeljenega numeričnega modeliranja metalurških procesov.
F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 2761467Obrazložitev: Prof. Šarler je razvil nov, konceptualno preprost brezmrežni način numerične obravnave parcialnih diferencialnih enačb na podlagi lokalne uporabe radialnih baznih funkcij ter z njim natančno in učinkovito rešil številne zapletene naravoslovne in tehnične probleme z velikim številom neznank. Ti obsegajo večfazne sisteme na več prostorskih merilih, v katerih so povezani vplivi elektromagnetnih polj z nelinearno mehaniko trdnin in turbulentno dinamiko tekočin. S tem je v svetovno zakladnico znanja prispeval izvirno in splošno uporabno numerično metodo, ki jo odlikujejo odsotnost računske mreže in krajevne integracije, številne možnosti prilagodljivosti, preprosta numerična implementacija ter uporabnost za geometrijsko zapletene oblike v različnih dimenzijah. V praksi skupaj s sodelavci pristop uspešno uporablja pri načrtovanju sistemov v velikih tujih raziskovalnih centrih ter v metalurški industriji doma in v tujini. Opisane raziskave je v zadnjih sedmih letih objavil v 30 odmevnih člankih v vodilnih znanstvenih revijah s področja razvoja in uporabe numeričnih metod. Je prejemnik več mednarodnih nagrad in priznanj ter vabljeni predavatelj na številnih mednarodnih konferencah, univerzah in inštitutih.
E.01 Domače nagrade