Projekti / Programi
01. januar 2019
- 31. december 2024
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.05.00 |
Tehnika |
Mehanika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T210 |
Tehnološke vede |
Strojništvo, hidravlika, vakuumska tehnologija, vibracije in akustično inženirstvo |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.03 |
Tehniške in tehnološke vede |
Mehanika |
Vibracijsko utrujanje, strukturna dinamika, metode sklapljanja, optične metode, hitra kamera, konstitutivno modeliranje, inverzna identifikacija, metoda elastičnih večpolov; interakcija med tekočino in trdnino; letalniki z navpičnim vzletom in pristankom (VTOL), vizualno sidranje.
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
09. december 2023;
A3 za obdobje
2017-2021
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
426 |
17.147 |
16.403 |
38,5 |
| Scopus |
469 |
20.309 |
19.470 |
41,51 |
Raziskovalci (38)
Organizacije (1)
Povzetek
Laboratorij za dinamiko strojev in konstrukcij
Dinamično obremenjeni izdelki so izpostavljeni vibracijskemu utrujanju, ki lahko vodi v odpoved izdelka. V zadnjih letih je področje vibracijskega utrujanja pomembno napredovalo na področju večosnih, ne-stacionarnih in ne-Gaussovih obremenitev. Sinteza vibracijskega utrujanja s teorijo strukturne dinamike odpira nove raziskovalne priložnosti. Programska skupina tako vidi raziskovalne priložnosti na področju ne-stacionarnih obremenitev, vibracijskega utrujanja kompozitnih materialov in nadaljne sinteze principov vibracijskega utrujanja v teorijo strukturne dinamike.
Optične metode za identifikacijo strukturne dinamike so se v zadnjih 3-5 letih bistveno razvile in programska skupina je bila del tega razvoja. V nadaljevanju načrtujemo nadaljnje raziskave, kjer bomo procesiranje slik iz hitre kamere nadgradili v smeri polne rekonstrukcije tri-dimenzionalnega hitrostnega polja in tudi polne rekonstrukcije tri-dimenzionalne oblike; vse na podlagi več zaporednih ali sočasnih posnetkov s hitro kamero. V okviru nadaljnjih raziskav načrtujemo izboljšati metodo slikanja spektralnih komponent.
Na področju dinamskega sklapljanja je zadnjih letih eno od bolj aktivnih področij vključevanja rotacijskih prostostnih stopnje. Tukaj načrtujemo razvoj inteligentnih hibridnih metod dinamičnega sklapljanja, katera bo hkrati robustna in numerično učinkovita ter bo tudi vključevala eksperimentalne meritve.
Laboratorij za numerično modeliranje in simulacijo v mehaniki
Za napredne konstitutivne modele, ki popisujejo mehansko obnašanje materialov, je enolična določitev njihovih parametrov težavna. Osrednji cilj raziskav je razvoj tehnike določevanja parametrov z metodo inverzne identifikacije na osnovi meritev celotnega polja deformacij. Raziskave vsebujejo teoretični razvoj metode, razvoj konstitutivnih modelov, njihovo implementacijo v računalniški program na osnovi metode končnih elementov preko lastnega podprograma, ter uporabo rezultatov v simulacijah tehnoloških procesov. Zasnovati želimo novo numerično strategijo, kjer bodo podatki o celotnem polju uporabljeni učinkoviteje pri inverzni identifikaciji parametrov, kar bo omogočilo modeliranje mehanskega obnašanja raznovrstnejših materialov.
Laboratorij za nelinearno mehaniko
Razvili bomo novo metodo za izračun napetostno-deformacijskega stanja v ploskovnih elementih s krožnimi vključki in izvrtinami. Za reševanje bomo izkoristili nekatere podobnosti med mehaniko deformabilnih teles in elektrostatiko (točkovni elastični naboji, elastični dipoli in kvadropoli).
Laboratorij za aeronavtiko Ukvarjali se z: (1) z razvojem letala z navpičnim vzletom in pristankom za hitri transport na manjše razdalje v okviru mest prihodnosti. (2) Nadaljevali bomo projekt vizualnega sidranja (Visual anchoring) za brezpilotna letala, ki bo služil kot pomožni sistem za pomoč pri navigaciji pri izgubi GPS signala.
Pomen za razvoj znanosti
Laboratorij za dinamiko strojev in konstrukcij
Strukturna dinamika se danes pospešeno razvija (med-drugim) na področju vibracijskega utrujanja in optičnih metod za eksperimentalno modalno analizo. Načrtujemo znanstveni napredek, še posebej na področju ne-stacionarnih obremenitev in vibracijskega utrujanja kompozitnih materialov. Nadalje načrtujemo znanstveni napredek na področju sinteze principov vibracijskega utrujanja v teorijo strukturne dinamike.
Na področju optičnih metod za eksperimentalno modalno analizo načrtujemo znanstveni napredek v smeri polne rekonstrukcije tri-dimenzionalnega hitrostnega polja in tudi polne rekonstrukcije tri-dimenzionalne oblike; vse na podlagi več zaporednih ali sočasnih posnetkov s hitro kamero. V okviru nadaljnjih raziskav bomo izboljšali metodo slikanja spektralnih komponent.
Dinamsko sklapljanja je v zadnjih letih osredotočeno tud na vključevanje rotacijskih prostostnih stopnje. V okviru programa razvijamo inteligentne hibridne metode dinamičnega sklapljanja, katere so hkrati robustne in numerično učinkovite ter temeljijo na eksperimentalnih podatkih.
Laboratorij za numerično modeliranje in simulacijo v mehaniki
Raziskave spadajo na področje popisa mehanskega obnašanja materialov s pomočjo konstitutivnih modelov. Pomemben del konstitutivnega modeliranja je tudi določevanje parametrov konstitutivnih modelov. Zaradi natančnejšega določevanja parametrov nameravamo uporabiti metodo inverzne identifikacije, pri kateri bi uporabili podatke meritev celotnega polja deformacij. Ker je količina podatkov, pridobljena iz eksperimentov za merjenje celotnega polja, bistveno večja od klasičnih eksperimentov, je enolično določevanje parametrov toliko zahtevnejše. Poleg tega so napredni modeli kompleksnejši in vključujejo več parametrov, kar že po definiciji poveča dimenzijo optimizacijskega hiperprostora. Zasnovati želimo novo numerično strategijo, kjer bodo podatki o celotnem polju uporabljeni učinkoviteje pri inverzni identifikaciji parametrov konstitutivnih modelov.
V znanstvenem smislu imajo raziskave potencialni vpliv na razvoj metod inverzne identifikacije parametrov iz velikega števila podatkov ter na razvoj nestandardnih preizkušancev za namen boljše identifikacije parametrov posameznih konstitutivnih modelov. V aplikativnem smislu pa razvita tehnika omogoča vključevanje novih vplivov pri popisu razvoja mehanskega stanja v deformabilnem telesu, kar pomeni pomembno možnost izboljšanja kvalitete numeričnih simulacij tehnoloških procesov v prihodnosti.
Laboratorij za nelinearno mehaniko
Razvili bomo novo metodo za izračun napetostno-deformacijskega stanja v ploskovnih elementih s krožnimi vključki. V tej metodi bomo za reševanje mehanskih problemov izkoristili nekatere podobnosti med mehaniko deformabilnih teles in elektrostatiko. Številne probleme iz elektrostatike lahko namreč prevedemo na iskanje skalarnega polja – električnega potenciala, iz gradienta katerega lahko izračunamo električno polje. Na soroden način v 2D mehaniki definiramo Airy-jevo napetostno funkcijo (skalarno polje), iz njenih odvodov pa ovrednotimo napetosti v materialu.
Zaradi kaotične narave turbulentnega toka problem aktivne kontrole turbulentne mejne plasti do sedaj še ni bil v celoti rešen. Kontrola razvoja turbulentne mejne plasti nam omogoča odlog separacije in posledično zmanjševanje sil upora. Pri ne-aerodinamičnih oblikah pa aktivna mikrostruktura površin teles prepreči formiranje intenzivne Karmanove vrtinčne sledi ter dodatne dinamične obremenitve konstrukcije.
Laboratorij za aeronavtiko
Zagotavljanje mobilnosti ob povečevanju obremenjenosti obstoječe prometne infrastrukture z inovativnimi rešitvami predstavlja področje z veliko potrebo po razvoju in velikim razvojnim potencialom. Pridobljeno znanje bo vplivalo na nadaljnji razvoj prometa, ki se bo s tal počasi preselil v zrak. Prenos mestnega transporta v zrak bo predstavljal podoben tehnološki preskok kot je predstavljala selitev transporta pod zemljo.
Vizu
Pomen za razvoj Slovenije
Laboratorij za dinamiko strojev in konstrukcij
Razvoj na področju vibracijskega utrujanja in optičnih metod sta posebni znanstveni veji širše znanstvene veje strukturne dinamike. Z razvojem, ki je aktualen v tem trenutku tako podpiramo osnovno vedo strukturne dinamike. Strukturna dinamika je ena od ključni ved, ki jo potrebuje raziskovalno-razvojni kader v slovenski industriji za razvoj tihih izdelkov, ki vzdržijo celotno dobo trajanja. Predlagane raziskovalne aktivnosti so tako pomembne ne samo iz stališča razvoja novih znanj, pač pa tudi iz stališča ohranjanja raziskovalno razvoje kapacitete in razvoja bodočih ključnih kadrov. Raziskave tudi dvigajo potencial skupine za mednarodno sodelovanje v okviru EU projektov.
Laboratorij za nelinearno mehaniko
Kontrola razvoja turbulentne mejne plasti nam omogoča odlog separacije in posledično zmanjševanje sil upora. Pri letalih to pomeni manjšo potrebno moč in vlečno silo. Takšna letala bodo imela manjšo porabo goriva, bodo bolj konkurenčna, imela bodo večji dolet in manjši vpliv na onesnaževanje okolja. Pri konstrukcijah, ki so pod vplivom toka fluida, pa to predstavlja manjša separacijska območja, ter sile upora.
Cevovodi, v katerih prihaja do mešanja fluidov različnih temperatur, so napetostno-deformacijsko precej bolj obremenjeni kot v primeru konstantne temperature na steni cevi. Če je proces periodičen, lahko pride do utrujanja materiala, kar privede do pojava razpok v steni cevi in sčasoma do iztekanja fluida. Problem je najbolj pereč v jedrskih elektrarnah, saj lahko morebitno iztekanje radioaktivnega fluida privede do ekološke katastrofe. Z dobljenimi analitičnimi rešitvami je možno hitreje določiti napetostno-deformacijsko stanje v steni cevi in predvideti kritične dogodke.
Laboratorij za aeronavtiko Aplikacija pridobljenega znanja v Slovenskem podjetju, bi prinesla svetovno konkurenčnost, saj so VTOL vozila za omenjeno uporabo še v razvoju. S tem bi lahko generirali visoko dodano vrednost in nova delovna mesta.
Za podjetja v Sloveniji, ki se ukvarjajo z izdelavo brezpilotnih letal, bi te metode lahko predstavljale prednost pred ostalo konkurenco in posledično povečano povpraševanje.
K lažjemu prehodu v nizko ogljično družbo bi doprinesel tudi boljši izkoristek obnovljivih virov, katerega bi dosegli z uporabo razvitega modela.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Vmesno poročilo
