Vodja laboratorija:

dr. Jure RAVNIK, profesor energetskega, procesnega in okoljskega inženirstva, 

Splet: http://jure.ravnik.si E-mail: jure.ravnik@um.si  Tel.: +386 2 220 7745, 
Odprta koda: https://github.com/transport-phenomena

Laboratorij za prenosne pojave v trdninah in tekočinah je del Raziskovalnega inštituta za strojništvo na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru. Ukvarjamo se z raziskovanjem narave pojavov, ki zajemajo prenos energije, snovi in gibalne količine. Znanja uporabljamo za načrtovanje in izvedbo rešitev na področju energetskega, procesnega in okoljskega inženirstva. Jedro našega dela zavzema razvoj numeričnih modelov in simulacijskih orodij za širše področje računske dinamike tekočin. Razvijamo lastne rešitve in hkrati nadgrajujemo in modificiramo komercialna ali odprtokodna orodja z namenom doseganja visoko natančnih in izredno zmogljivih simulacij na področju prenosnih pojavov.

PONUDBA STORITEV IN PODPORA GOSPODARSTVU

• Razvoj uporabniku prilagojenih matematično fizikalnih modelov na področju procesnega in okoljskega inženirstva
• Po meri nadgradnja komercialne ali odprtokodne programske opreme za simulacije v procesnem in okoljskem inženirstvu
• Šolanje na področju uporabe računske dinamike tekočin, učinkovite rabe visokozmogljive računalniške opreme in učinkovitega ter avtomatiziranega vrednotenja rezultatov simulacij in eksperimentalnih meritev
• Izvajanje simulacij in optimizacija inženirskih rešitev na področju energetskega, procesnega in okoljskega inženirstva

POMEMBNI RAZISKOVALNI REZULTATI

Raziskave obnašanja vdihnjenih kapljic v človeških dihalnih poteh.

Ob razvoju epidemije Covida smo se odzvali in prispevali k razumevanju odlaganja kapljic v človeških dihalnih poteh. Raziskali smo vpliv stopnje aktivnosti, starosti, velikosti prostora in primerjali obnašanje izdihanih kapljic z obnašanjem kapljic, ki nastanejo pri kihanju in kašljanju. 

Razvoj modelov za simulacijo nesferičnih delcev v tokovih.

V procesnem in okoljskem inženirstvu se srečujemo s problemi, ki vključujejo gibanje nesferičnih delcev v tekočinah. Z namenom izboljšanja razumevanja obnašanja takšnih delcev in izdelave novih simulacijskih orodij smo razvili model, ki omogoča napoved sil in navorov, ki v tokovih delujejo na nesferične delce.. 

Razvoj novih numeričnih algoritmov na podlagi metode robnih elementov.

Prenosni pojavi zajemajo prenos energije, snovi in gibalne količine. Pravilno napovedovanje poteka prenosnega pojava v inženirskih napravah je ključna podlaga za kvalitetno optimizacijo strojev in naprav, ki te pojave izkoriščajo. Naše delo na področju razvoja numeričnih metod je osredotočeno na zagotavljanje visoko natančnih rezultatov s pomočjo vključevanja fizikalnih zakonitosti v sam numeričen algoritem. 

Simulacije in razvoj modelov za razumevanje toka nanotekočin.

Nanotekočine so stabilne suspenzije zelo majhnih delcev kovinskih oksidov, ki so suspendirani v nosilni tekočini. Ob malo zvišani viskoznosti imajo takšne tekočine zelo dobre toplotne lastnosti in kot medij za prenos toplote prekašajo klasične tekočine, ki so v danes uporabi. Naše raziskave na tem področju zajemajo predvsem razvoj novih modelov in nadgradnjo simulacijskih orodij, ki omogočajo natančnejšo napoved samega toka in prenosa toplote v napravah, ki koristijo nanotekočine. 

Stohastične metode za oceno natančnosti rezultatov simulacij.

Tradicionalna simulacijska orodja so deterministična in kot taka ne omogočajo ocene natančnosti rezultatov simulacij. Razvilo smo stohastično orodje s pomočjo katerega lahko določamo natančnost simulacij in hkrati ugotavljamo moč vpliv posameznih parametrov na rezultate. To omogoča inženirjem, da se zavedajo pomanjkljivosti simulacije in hkrati pri procesu optimizacije identificira parametre katerim se je potrebno najprej posvetiti. 

NACIONALNI IN MEDNARODNI PROJEKTI IN PROGRAMI ARIS PROGRAM

ARIS program: P2-0196 Raziskave v energetskem, procesnem in okoljskem inženirstvu 

ARIS projekti:

• Modeliranje tokovnih in temperaturnih razmer v rotirajočih elementih. 1.7.2011 - 30.6.2014. (https://cris.cobiss.net/ecris/si/en/project/7051)
• Numerična in eksperimentalna analiza nestacionarnih pojavov v reverzibilnih črpalkah – turbinah 1.2.2008 – 30.1.2011. (https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/project/5858)
• Numerična simulacija turbulentnega toka s hitrostno vrtinčno simulacijo velikih vrtincev z metodo robnih elementov. 1.1.2007 – 31.12.2008 (https://cris.cobiss.net/ecris/si/sl/project/5518)

Mednarodni projekti: 

• DFG research project: A numerical model for translational and rotational momentum transfer of soft deformable micro particles in dilute two-phase flows, 2023 - 2026
• BI-TR/22-24-05 : Vrednotenje strategij modeliranja nanotekočin v toplotnih prenosnikih, ki delujejo z naravno konvekcijo, 2022 – 2024
• BI-CN/20-22-002 Analiza odlaganja aerosolnih kapljic, ki jih vdihujemo z uporabo nebulatorja v človeških dihalnih poteh, 2021 – 2023
• DFG research project: A numerical model of translational and rotational momentum transfer of small non-spherical rigid particles in fluid dominated two-phase flows, 2018 - 2022
• COST Innovators Grants (CIG): NANOConVEX, https://nanoconvex.eu/, (2021-2022)
• COST NANOUPTAKE Overcoming Barriers to Nanofluids Market Uptake CA15119, http://www.nanouptake.eu/, 2017-2021
• BI-HR/18-19-010 Razvoj metode za sklopljeno simulacijo toka tekočine in bioelektromagnetih pojavov, 2018 – 2019
• BI-UA/09-10-011 Razvoj hitre metode robnih elementov za uporabo v mehaniki tekočin, 2013 – 2014
• BI-US/15-16-038 Simulacija nanotekočin z metodo robnih elementov, 2015 - 2016