Projekti / Programi
Aplikativna elektromagnetika
01. januar 2009
- 31. december 2014
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.12.00 |
Tehnika |
Električne naprave |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P200 |
Naravoslovno-matematične vede |
Elektromagnetika, optika, akustika |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.02 |
Tehniške in tehnološke vede |
Elektrotehnika, elektronika in informacijski inženiring |
elektromagnetna in toplotna polja, elektromehanski pretvorniki, magnetne sile, ozemljitveni sistemi, elektromagnetne kompatibilnost, inverzni problemi, karakteristike magnetnih materialov, metoda končnih elementov, metoda robnih elementov, CAD
Raziskovalci (19)
Organizacije (1)
Povzetek
Raziskovalni program "Aplikativna elektromagnetika" v širšem smislu zajema teoretično proučevanje ter raziskovanje elektromagnetnih pojavov v snovi in zunaj nje. V ožjem smislu pa se navezuje na področje elektromagnetne konverzije ob upoštevanju realnih razmer, ki se zrcalijo v tehničnih, akustičnih in napetostnih pojavih in raziskovanje pojavov elektromagnetnega polja v izolacijskih in ozemljitvenih sistemih ter bioloških tkivih. V okviru raziskovalnega programa poteka delo na treh področjih paralelno s končnim ciljem združiti vsa ta znanja v kompleksni sistem, ki bo čim bolj natančno pokrival vse zahteve realnega elektromagnetnega problema. Ta področja so:
- raziskave in razvoj matematičnih modelov za določanje magnetnih, električnih, tokovnih in toplotnih polj v razmerah stacionarnega in dinamičnega stanja,
- razvoj merilnih metod za določevanje realnih karakteristik materialov,
- razvoj modelov uporabnih pri reševanju inverznih problemov v elektrotehniki.
V prvem delu so v ospredju numerične metode za izračun elektromagnetnega polja in sicer metoda končnih elementov in metoda robnih elementov. Razvoj in uporaba teh metod je usmerjena v nadaljevanju v programske rešitve računalniškega projektiranja CAD na konkretnih objektih, največkrat na elektromehanskih pretvornikih, aktuatorjih, stikalih, izolacijskih in ozemljitvenih sistemih ter podobno. V tehnoloških področjih pa razvijamo tudi optimizacijske metode z vsemi potrebnimi atributi.
Razvoj merilnih metod je usmerjen na merilne metode za natančno določevanje realnih karakteristik materialov in izgub v njih, kar je potrebno za čim bolj popolni matematični model elektromagnetnega sistema. Delo potekajo na metodah za določitev magnetilnih in histereznih krivulj, določitvi pulzirajočih in rotacijskih izgub v magnetnih materialih ter razvoju software za podporo merilnim metodam in na izdelavi modelov merilnih jarmov za različne oblike merilnih vzorcev.
Pri reševanju inverznega problema uporabljamo varianto metode robnih elementov (DRM), ki omogoča zelo enostavno obravnavo področja, ki ga želimo pri inverznem problemu določiti. Naše začetno delo smo usmerili v 2D probleme statičnega polja, kjer detektiramo neznano porazdelitev izvorov elektromagnetnega polja oz. neznano snovno lastnost materiala. Oba problema sta zelo pogosta, npr. v bioelektromedicini, pri določevanju defektov v materialih, pri razvoju merilnih metod itd.
Pomen za razvoj znanosti
Področje aplikativne elektromagnetike je v svetu aktualno in na mnogih segmentih še dokaj odprto in ne do kraja raziskano, kot na primer: ? magnetne tekočine v smislu karakterizacije, modeliranja in obnašanja v magnetnem polju ter iskanju novih področij uporabe. Uporabnost magnetnih tekočin je že ta trenutek zelo razširjena, npr. od uporabe v medicini, do uporabe pri neporušitvenih testih ugotavljanja napak v materialih, merilnih senzorjev, itd. Odpirajo pa se tudi nova področja, kjer se kaže potencialna možnost njihove uporabe. ? novi magnetni materiali za elektromehanske pretvornike in njim prilagojene konstrukcijske rešitve, v smislu povečanja zmogljivosti in izkoristka pretvornikov, razvoja posebnih elektromehanskih pretvornikov za uporabo v električnih in hibridnih električnih vozilih. ? dinamični modeli ionizacije zemlje pri zelo hitrih atmosferskih razelektritvah v zemljo, vplivu elektromagnetnega polja v teh primerih in razvoja ustreznih zaščit elektroenergetskih objektov in drugih stavb. Raziskovalno delo PS ter njeni znanstveni in aplikativni rezultati vsekakor predstavljajo korak naprej pri razvoju znanosti, ne samo v domačem ampak tudi širšem svetovnem prostoru. Vsi rezultati raziskav so bili oz. še bodo objavljani, tako na konferencah kot v publikacijah različnih vrst in nivojev s posebnim poudarkom na revijah z JCR. Takšno usmeritev PS potrjujejo njeni rezultati tudi v preteklosti. Tako smo v obdobju trenutnega programa, od leta 2009-2014 objavili 124 člankov, ki jih COBIS uvršča v skupino 1.01 Izvirni znanstveni članek, od tega kar 75 člankov v revijah z faktorjem vpliva (JCR) ter 15 v revijah iz 1. Na mednarodnih konferencah smo objavili 168 prispevkov. Svojo znanstveno raziskovalno in strokovno delo potrjujemo v stikih s priznanimi znanstveniki in raziskovalci in njihovimi laboratoriji, kar omogoča eksploatacijo našega znanja tudi v širšem svetovnem merilu. Naše vključevanje v mednarodne projekte je prav tako omogočil konkreten dvosmerni prenos znanja med inštitucijami. Pomen in prispevek programa k razvoju znanosti vidimo tudi skozi organizacijo mednarodnih srečanj. Tako bomo v letu 2016 organizirani uveljavljeno mednarodno konferenco EHE (6th International Conference on Electromagnetic Fields, Health and Environment).
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave v okviru programa so pripomogle k povečanju konkurenčne sposobnosti slovenske elektroindustrije s produkti z višjo dodano vrednostjo. To je za slovensko elektroindustrijo, ki je zelo kvalitetna in izrazito izvozno naravnana, nujno potrebno. Če želi ostajati konkurenčna v globalnem prostoru, mora absorbirati več znanja in ga v inovativnem procesu tudi uporabiti. Zato je bil raziskovalnemu programu aplikativna elektromagnetika osnovni cilj, da producira čim več uporabnega znanja in da tega prenese iz svojih laboratorijev v industrijsko okolje. To je programu v preteklosti, tudi v obdobju 2009-2014 vsekakor uspelo. Vendar pa je takšna produkcija omogočena le na solidni bazi temeljnega raziskovanja. Zato je prav temeljnim raziskavam dan pomemben del v programu, ki pa se nato navezuje na aplikativne in razvojne projekte. Naši rezultati so posebej uporabni za industrijo s področij: ?elektromotorjev, elektromehanskih pretvornikov, ?stikalne tehnike, energetskih sistemov, ?merilne tehnike, raziskav elektrotehniških materialov, ?električnih gospodinjskih aparatov, ?uporabe in razvoja magnetnih tekočin, ?elektromehanskih pretvornikov v avtomobilski industriji električnih in hibridnih vozil ter plovil in malih vetrnih elektrarn, ?zmanjšanju porabe energije in povečanja proizvodnje in izvoza energetsko učinkovitih produktov, ?gradnje in razvoja novih strelovodnih in ozemljitvenih sistemov, ?zaščite pred vplivi elektromagnetnih polj na okolje.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
2012,
2013,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
