Namen - Namen članka je poiskati rešitev Stokesovega toka z Dirichletovimi in Neumannovimi robnimi pogoji v osni simetriji na podlagi nesingularne metode fundamentalnih rešitev, ki ne potrebuje umetnega roba, pri čemer izvorne točke fundamentalne rešitve sovpadajo s kolokacijskimi točkami na robu. Fundamentalna rešitev Stokesovega tlaka in hitrosti predstavlja analitično rešitev toka zaradi singularnega izvora v obliki Diracove delta funkcije v neskončnem prostoru. Metodologija - Namesto singularnega izvora uporabimo nesingularni izvor z regularizacijskim parametrom. Regularizirani osnosimetrični izvori so bili izpeljani iz tri-dimenzionalnih z integracijo preko simetrijske koordinate. Razviti so bili zapleteni analitični izrazi za tlak in hitrost okoli regulariziranih osnosimetričnih izvorov. Rešitev problema je izražena kot linearna kombinacija polj zaradi regulariziranih izvorov, ki ležijo na robu območja. Intenziteta izvorov je bila nastavjena tako, da rešitev zadošča robnim pogojem. Ugotovitve - Za oceno karakteristike metode je bila izbrana osnosimetrična gnana kotanja, tok v cevi ter tok med dvema konecntičnima cevema. Rezultati so bili primerjani z rezultati metode končnih razlik drugega reda na zelo fini mreži in z analitičnimi rešitvami. Rezultati konvergirajo s finejšo diskretizacijo, vendar so pričakovano odvisni od regularizacijskega parametra. Metoda daje natančne rezultate v primeru ko vrednost tega parametra skaliramo s tipično razdaljo med točkami na robu.
COBISS.SI-ID: 1206954
Nesingularno metodo fundamentalnih rešitev (NMFR) v članku razširimo za reševanje tridimenzionalnih (3D) izotropnih problemov linearne elastičnosti. V klasični metodi fundamentalnih rešitev (MFR) se singularnostim izognemo s postavitvijo izvirov zunaj fizikalne domene. V NMFR izvire postavimo na rob fizikalne domene in se singularnostim izognemo z normalizacijo volumskega integrala fundamentalne rešitve po krogli v okolici singularnosti. Odvode fundamentalnih rešitev v singularnosti, ki nastopajo v obremenitvenih robnih pogojih, izračunamo iz treh referenčnih rešitev za linearno spreminjajoča se polja odmika. Na ta način v NMFR odstranimo umetno mejo, ki je prisotna pri reševanju z MFR. Z NMFR in MFR dobljene rešitve primerjamo z analitičnimi rešitvami za materiale z enosnovno in dvosnovno elastičnostjo. Na ta način ocenimo primernost in natančnost novo razvite 3D metode. V vseh primerih je natančnost MFR nekoliko večja kot pri NMFR, vendar vsi rezultati NMFR konvergirajo k analitični rešitvi. Zaradi odsotnosti potrebe po umetni meji je NMFR še posebej primerna za probleme z večimi telesi. V članku je opisan prvi primer uporabe NMFR za 3D probleme v mehaniki.
COBISS.SI-ID: 16200475
Namen članka je razvoj brezmrežne metode difuzivnih približkov za reševanje problemov dvo-faznega toka. Numerični pristop omogoča eno-domensko obravnavo problemov s premikajočimi se mejami na mreži z nepremičnimi diskretizacijskimi točkami. Obravnavan problem gibanja Newtonske tekočine je opisan s sklopljenim sistemom Navier-Stokesovih in Chan-Hilliardovih enačb. Metoda difuzivnih približkov uporablja polinomsko bazo drugega reda, Gaussovo obtežitveno funkcijo adaptivno priveterno shemo ter enajst diskretizacijskih točk v vsaki poddomeni. Za sklopitev med tlakom in hitrostjo se uporablja inkrementalna metoda delnih korakov ob eksplicitni eulerjevi metodi za časovno diskretizacijo enačb. Metodo predstavimo v osni simetriji za problem dveh vzporedno tekočih ne mešajočih se tekočin z različnimi fizikalnimi lastnostmi, kar rezultira v kapljanju ali brizganju notranje tekočine. Numerična metoda je ocenjena s primerjavo rezultatov z metodo končnih volumnov. Izvedena občutljivostna študija različnih parameterov problema je verificirana s primerjavo z rezultati iz literature. Članek predstavlja pionirsko delo na področju simulacije dvofaznih tokov z brezmrežno metodo.
COBISS.SI-ID: 16111387
Serijska femtosekundna kristalografija zahteva zanesljivo in učinkovito dostavo svežih kristalov v X-žarek laserja na proste elektrone med eksperimentom. Vpeljemo kapljeviti vbrizgalnik z dvojnim tokovnim fokusiranjem za doseganje teh zahtev s pomembno zmanjšano porabo vzorca, med tem ko se izboljšuje stabilnost glede na prejšnjo generacijo mikro šob. Njegovo uporabo demonstriramo na podlagi prve strukture RNA polimeraze II z veliko ločljivostjo pri sobni temperaturi, ki razkriva nove strukturne podrobnosti. Poleg tega so bile šobe z dvojnim tokovnim fokusiranjem uspešno testirane še s tremi drugimi vzorci beljakovin in tako demonstrirale izboljšano delovanja in značilnosti teh naprav. Pojasnilo: Slovenski projektni tim je prispeval k razvoju te prebojne nove mikro-šobe z virtualnim računalniškim projektiranjem na podlagi izsledkov tega projekta.
COBISS.SI-ID: 1296042
Namen tega dela je je simulacija testnega primera strjevanja z makroizcejanjem v kotanji z brezmrežno metodo difuzijskih približkov. Testni primer predstavlja strjevanje zlitine Al4.5wt%Cu v 2D pravokotni kotanji, ki je hlajena ob vertikalnih stenah. Stebričasto strjevanje se izračuna s sklopljenim setom masne, koncentracijske, energijske in momentne enačbe. Delež trdnine se doloi iz pravila ročice. Metoda difuzijskih približkov je sestavljena iz metode obteženih najmanjših kvadratov, testne funkcije, ki je sestavljena iz monomov drugega reda in Gaussove utežne funkcije. Prostorska diskretizacija se izvede lokalno, s prekrivajočimi poddomenami, ki vsebujejo po trinajst računskih točk. Časovna propagacija je izvedena eksplicitno. Sklopitev tlaka in hitrosti je narejeno z inkrementalno shemo tlačnega popravka. Stabilnost konvektivnega člena je dosežena s premikom utežne funkcije in točke izračuna v gorvodni smeri. Rezultati kažejo zelo dobro ujemanje z klasične metodo končnih volumnov in z lokalno metodo kolokacije z radialno bazno funkcijo. Simulacije so izvedene na enakomerno in neenakomerno razporejenih računskih vozliščih. Rezultati kažejo, da je učinek neenakomernosti na končno razporeditev koncentracije skoraj zanemarljiv. V članku je opis prve uporabe metode difuzijskih približkov za simulacijo makroizcejanja. Prav tako je prvič opisana uporaba priveterne sheme pri metodi difuzijskih približkov.
COBISS.SI-ID: 1386922