Serijska femtosekundna kristolografija zahteva zanesljivo in učinkovito dostavo svežih kristalov raztopljenih v mikro curku do območja rentgenskega žarka. Izdelali smo numerične simulacije usmerjevalne šobe, v kateri poleg plina, tečeta še bodisi ena ali dve kapljevini. Prisotnost dveh kapljevin občutno zmanjša porabo dragocenega biološkega vzorca ter hkrati omogoča večjo stabilnost curka v primerjavi s prejšnimi projekti šob. Uporabnost nove šobe je bila preverjena v DESY, Hamburg z določanjem strukture RNK polimeraze II, ki je bila prvič izmerjena pri sobni temperaturi vzorca v visoki ločljivosti, kar je razkrilo nove strukturne podrobnosti. Dodatno je bila novo razvita usmerjevalna šoba uspešno testirana še s tremi različnimi vzorci proteinov. Simulacije curka, narejene z novo šobo, so bile izvedene za dva fizikalna modela: kapljevini se mešata ter kapljevini se ne mešata. Izdelali smo parametrično študijo kako procesni parametri usmerjevalnega plina ter obeh kapljevin ter sama geometrija šobe vplivajo na stabilnost ter formacijo mikro curka (njegovo debelino in dolžino). Simulacije so bile tudi eksperimentalno potrjene. Simulacije omogočajo projektiranje mikrocurka glede na zahteve femtosekundne kristalografije. Članek s podrobnim opisom vloge simulacij je bil sprejet v revijo Nature: Scientific Reports (soavtorji B. Šarler, G. Belšak, M. Maček) in bo izšel marca 2017.
F.09 Razvoj novega tehnološkega procesa oz. tehnologije
COBISS.SI-ID: 4400891V okviru vabljenega ključnega predavanja na specializirani konferenci za razvoj brezmrežnih numeričnih metod smo predstavili razvoj teh metod za makro-mikro simulacije strjevanja (transportni pojavi in mehanika trdnin) ob prosotnosti elektromagnetnih polj. Pri tem smo se osredotočili na formulacije problemov s prostimi in premičnimi robovi na podlagi formulacije faznega polja.
B.04 Vabljeno predavanje
COBISS.SI-ID: 1221034Obrazložitev: 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