Modeliranje

Eksperimentalno modeliranje

Za aplikacije v energetiki je pogosto značilno veliko število vplivnih spremenljivk, katerih medsebojni odnosi so neznani in zapleteni. Eksperimentalno modeliranje uporablja mešanico metod pridobivanja eksperimentalnih podatkov in tehnik statističnega ali regresijskega modeliranja za zbiranje informacij o preučevanem procesu. Eksperimentalni del se izvaja na namenski merilni postaji, ki je pogosto zasnovana in izdelana za namen eksperimentalnega modela. V preteklosti smo izdelali že številne uspešne namensko zgrajene merilne postaje, ki zagotavljajo obilico eksperimentalnih informacij o procesu. S pomočjo eksperimentalnih podatkov smo lahko ugotovili osnovne odnose in minimizirali spremenljivke, kot so poraba energije, čas sušenja, dolžina vlaken itd.

Eksperimentalni modeli so bili v preteklosti uspešno uporabljeni za izboljšanje porazdelitve vlaken v procesih izdelave mineralne volne (https://doi.org/10.5545/sv-jme.2020.6557), za izboljšano delovanje gospodinjskih aparatov (https://doi.org/10.1080/07373937.2018.1502778), modeliranje kavitacije (https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2021.103700), procesov sušenja (https://doi.org/10.5545/sv-jme.2020.6717), modeliranje toka proste površine (https://doi.org/10.1016/j.euromechflu.2020.02.001) itd.

Numerično modeliranje

Uporaba numeričnih modelov za simulacijo toka tekočin je v zadnjih desetletjih vse bolj priljubljena. Še posebej v zadnjem času, ko je uporaba visokozmogljivega računalništva (HPC) postala cenovno dostopnejša. Razvijajo se številne nove numerične metode in matematični modeli z namenom obvladati fiziko turbulence in čim bolj natančno posnemati večfazne tokove. Trenutno je naše numerično delo osredotočeno predvsem na uporabo modelov turbulence s sposobnostjo razreševanja skal ter uporabo različnih večfaznih simulacij, kot so hidrodinamični kavitacijski generatorji, Venturi kanali, male vodne črpalke, turbine, itd (https://doi.org/10.1115/1.4045365, https://doi.org/10.1115/1.4029533). V naši skupini se izvajajo in uporabljajo v raziskavah tudi napredna orodja, kot je napredno generiranje strukturiranih (https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2022.106053; https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2014.05.011), v celoti heksaedrskih numeričnih mrež z uporabo programa GridPro. Uporabljamo različne numerične solverje za raziskovalne in industrijske projekte, kot so Ansys Fluent, Ansys CFX in OpenFoam. Razvite so optimalne metode za poenostavitev delovnega toka simulacij, ki dopolnjujejo dejansko eksperimentalno delo. Modeli turbulence s sposobnostjo razreševanja skal se vedno bolj uporabljajo za širok spekter fizikalno in topološko zahtevnih numeričnih primerov.